Erforschung der tribologischen Eigenschaften von mit recycelten Kohlenstofffasern verstärkten polymerbasierten Tribokompositen und deren simulationsunterstützte Optimierung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Leyu Lin
• Fachliche Zuordnung: Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461939736

Energiesparen ist unabdingbar, um die aktuelle Energiekrise abzumildern und neben der Transformation des Energiesystems auch den Klimawandel nicht weiter zu befeuern. In der Industrieproduktion kann Energie und in der Kunststoffindustrie zudem Stoffströme aus fossile Ressourcen durch Recycling und Wiederverwendung signifikant eingespart werden. Dieser Fortsetzungsantrag baut auf seiner erfolgreichen ersten Förderphase auf, in dem die Strategie durch Verwendung von recycelten Kohlenstofffasern (rCFs) zur Herstellung von polymerbasierten Tribomaterialien mit hervorragenden Reibungs- und Verschleißeigenschaften erfolgreich war. Diese Strategie zur Erforschung von Hochleistungstribomaterialien wird durch Einsatz von recycelten Materialien (rPEEK und rCFs), die hochgradig energieeffizient und umweltfreundlich sind, fortgesetzt. Aufbauend auf den erfolgreichen Modellversuchen sind die wissenschaftlichen Ziele dieses Vorhabens verschiedene Modifikationen hinsichtlich der Zusammensetzung und insbesondere den Faser/Matrix-Interaktionen grundlegend weiter zu erforschen sowie das Verhalten der Compounds in bauteilnahen Geometrien, wie Anlaufscheiben und Gleitlagern zu untersuchen und zuverlässig beurteilen zu können. Es wird postuliert, dass die tribologischen Eigenschaften der Materialien im System mit Stahl als Gegenkörper in unterschiedlichen Prüfeinrichtungen mittels der durch numerische Simulation ermittelten Kontakttemperatur erfolgen kann. Ein erfolgreiches Projekt wird nicht nur zum Verständnis des Reibungs- und Verschleißverhaltens von Tribokompositen mit signifikanten Anteilen aus recycelten Materialien beitragen sondern auch den Weg für die Entwicklung und den Einsatz von Tribomaterialien auf Basis von Rückwaren aus dem Feld im Hinblick auf die Nachhaltigkeit von Materialien und die Kreislaufwirtschaft ebnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Alois K. Schlarb