Methoden und Modelle zur Auslegung von Mikrostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gunter Knoll
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471656

Bauteilkomponenten moderner Verbrennungsmotoren weisen immer höhere spezifische Belastungen auf, wobei zunehmend auch partielle Mischreibungskontakte beherrscht werden müssen, die zu unerwünschten Reibungsverlusten führen. Im Mischreibungskontakt können sich kritische Zustände entwickeln, in deren Folge der Schmierfilm lokal versagt. Dies kann bei entsprechender Fressneigung zum Totalausfall führen. Ein Schlüssel zur Reduktion der tribo- und thermo-mechanischen Materialbeanspruchung ist neben schmierstoff- und werkstoffspezifischen Maßnahmen die funktionsoptimierte Gestaltung der Oberflächentopografie durch Mikrostrukturierung. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens sollen fluid- und werkstoffmechanische Modelle zur tribologischen Charakterisierung von Oberflächenprofilen auf thermo-mechanisch hoch beanspruchte Tribokontakte mikrostrukturierter Oberflächen erweitert und in bauteilbezogene EHD-Simulationstechniken eingebunden werden. Die Charakterisierungsverfahren liefern ein vertieftes Verständnis über die ablaufenden fluid- und thermo-mechanischen Prozesse im Mikrokontakt. Neben grundlegenden Verfahrensentwicklungen werden aus den Untersuchungsergebnissen Vorgaben für die fertigungstechnische Umsetzung funktionsoptimierter Oberflächenstrukturen abgeleitet. Die Simulationstechniken sollen durch experimentelle tribometrische Versuchsergebnisse validiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 576: Mikrostrukturierung thermomechanisch hoch beanspruchter Oberflächen (Microstructuring of Thermomechanically High Stressed Surfaces)