Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikrostrukturierte Oberflächen: Weniger Reibungsverlust durch Laserbehandlung

21.02.2012
Lebensdauer und Leistungsfähigkeit von Motoren, Pumpen und Dichtsystemen hängen stark von ihrer Belastung ab. Durch ständige Reibung verschleißen die Oberflächen der beweglichen Teile im industriellen Einsatz besonders schnell.

Selbst Schmiermittel können diesen Prozess nur verzögern, aber nicht aufhalten. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT arbeitet deshalb jetzt gemeinsam mit sieben weiteren Partnern aus sechs europäischen Ländern an einem Verfahren für die Serienfertigung, das die Reibung der beanspruchten Oberflächen verringern soll.


Tribologisch wirksame Laserstrukturen auf Hydraulikkomponenten. Bildquelle: Fraunhofer IPT

Dazu werden mit dem Laser Mikrostrukturen in die gleitenden Kontaktflächen von Pumpen und Dichtungen eingebracht. So können die beweglichen Teile leichter aufeinander gleiten, auch Schmiermittel verteilen sich gleichmäßiger. Das verringert nicht nur den Verschleiß der hochbeanspruchten Komponenten, sondern es verbessern sich gleichzeitig auch die Leistung und der Energieverbrauch.

Hochbeanspruchte Bauteile serienmäßig strukturiert

Im Projekt "Stokes – Selective tribological optimisation of fluid kinetics and efficiency by laser surface structuring" haben sich sechs Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen unter Federführung des Fraunhofer IPT zusammengeschlossen, um das Laserstrahlstrukturieren für die Serienfertigung dreidimensional geformter Oberflächen nutzbar zu machen.

Als deutschsprachige Partner aus der Region Aachen konnte das Fraunhofer IPT den Dürener Oberflächenspezialisten Helltec GmbH sowie die EdgeWave GmbH aus Würselen, als Anbieter der eingesetzten High-End-Laserstrahlquellen, mit ins Boot holen. Gemeinsam erproben die insgesamt sechs Unternehmen im Projekt das Laserstrahlstrukturieren anhand von realen Produkten und verbessern damit die Oberflächeneigenschaften der hochbeanspruchten Baugruppen. Das spanische Centro Tecnológico Tekniker, als Forschungseinrichtung unter anderem spezialisiert auf tribologische Tests, entwickelt eine Simulationsumgebung, mit der sich das Verhalten unterschiedlich strukturierter Bauteile vorhersagen lässt. Als weiteres Ergebnis des Projekts sollen konkrete Auslegungsregeln für mikrostrukturierte Oberflächen in Hydraulikanwendungen formuliert werden.

Von der neuen Technologie profitieren nicht nur die Hersteller von Pumpen, Motoren und Dichtungen, sondern auch ihre Kunden aus Branchen wie der Automobilindustrie, dem Formenbau, der Lebensmittel-, Pharma- und Petrochemie oder der Energieerzeugung.

Zwei Fertigungsanlagen am Fraunhofer IPT

Zur Fertigung der Mikrostrukturen stehen am Fraunhofer IPT zwei Fertigungsanlagen mit 3D-Kurzpuls- und Ultrakurzpulslasern bereit. Beide Anlagen basieren auf 5-Achs-Bearbeitungsmaschinen und wurden in enger Zusammenarbeit mit den jeweiligen Maschinenherstellern, der Kern AG und der Agie Charmilles GmbH, umgerüstet. Die Laserquellen und die optischen Komponenten zur Strahlformung- und -führung integrierte das Fraunhofer IPT vor Ort in die Maschinen. Für die 3D-Bearbeitung entwickelte das Fraunhofer IPT eine eigene CAD/CAM-Umgebung. Die Software ermittelt die Bahn des Laserstrahls in der Bearbeitungsmaschine aus vorher berechneten Geometriedaten und übernimmt die Steuerung.

Partner im Projekt "Stokes"

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Projektleitung
Aachen, Deutschland
Centro Tecnológico Tekniker
Tribologische Untersuchungen
Eibar, Spanien
EdgeWave GmbH
Laserhersteller
Würselen, Deutschland
Helltec GmbH
Oberflächenbearbeitung
Düren, Deutschland
Hesper SA
Hersteller von Pumpen und Hydraulikapparaten
Bukarest, Rumänien
Juntas Besma SA
Hersteller von Dichtungen und Dichtungselementen
Zaratamo, Spanien
LaserAge
Lasermaterialbearbeitungsservice
Douglas, Irland
SNC Promex AS
Hersteller von Spezialpumpen
Harjumaa, Estland
Kontakt
Dipl.-Phys. Andreas Janssen
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-446
Fax +49 241 8904-6446
andreas.janssen@ipt.fraunhofer.de

Susanne Krause | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipt.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Testverfahren für Photovoltaikwafer als DIN SPEC
26.06.2017 | Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblick ins geschlossene Enzym

26.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Laser – World of Photonics: Offene und flexible Montageplattform für optische Systeme

26.06.2017 | Messenachrichten

Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017

26.06.2017 | Messenachrichten