Einfluss der Schichtarchitekturen auf die tribologischen Eigenschaften thermoplastbasierter, additiv gefertigter Gleitschichten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Leyu Lin
• Fachliche Zuordnung: Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516013239

Im letzten Jahrzehnt hat eine neuartige Prozesstechnologie, die Additive Fertigung, sowohl im wissenschaftlichen Bereich als auch in praktischen Anwendungen immer mehr Aufmerksamkeit geweckt. Additive Fertigung wurde bereits erfolgreich zur Herstellung von Prototypen und Ersatzteilen oder sogar zur Kleinserienfertigung eingesetzt. Fused Filament Fabrication (FFF), auch bekannt als Fused Deposition Modeling (FDM), ist eines der am meisten verwendeten additiven Fertigungsverfahren zur Herstellung von thermoplastischen Bauteilen. Im Vergleich zu den klassischen Verarbeitungsverfahren bietet FFF erhebliche Vorteile, z.B. die Einsparung von kostenintensiven Werkzeugen und die Möglichkeit der Herstellung kundenspezifischer Teile mit komplexen Geometrien. Darüber hinaus ermöglicht diese neuartige Verarbeitungstechnik das Design und die Herstellung hocheffizienter Komponenten mit optimierter und lastpfadgerechter Bauteilgestaltung.Ziel dieses Vorhabens ist die Herstellung und Untersuchung des Reibungs- und Verschleißverhaltens thermoplastbasierter Gleitschichten auf metallischen Substraten mit verschiedenen Schichtarchitekturen. Dazu werden Gleitschichten aus thermoplastischen Hochleistungstribokompositen auf verschiedene metallische Substrate mittels FFF-Verfahren gedruckt und anschließend in verschiedenen Prüfkonfigurationen unter trockenen Bedingungen tribologisch untersucht. Die Reibungs- und Verschleißeigenschaften werden mit den Verschleißerscheinungsformen korreliert, sodass ein tiefes Verständnis hinsichtlich der tribologischen Leistungsfähigkeit der gedruckten Gleitschichten erzielt werden kann. Zudem werden die tribologischen Eigenschaften additiv gefertigter Gleitschichten mit denen von spritzgegossenen Proben verglichen, um die Zuverlässigkeit der additiv gefertigten Gleitschichten beurteilen zu können. Es wird erwartet, dass die gewonnenen Erkenntnisse dieser Forschungsarbeiten den Schlüssel zum Verständnis des Reibungs- und Verschleißverhaltens thermoplastbasierter Gleitschichten mit metallischem Substrat darstellen und damit einen neuen Weg zur Herstellung solcher Komponenten mit hervorragenden tribologischen Eigenschaften für praktische Anwendungen ebnen werden.

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