Lösung für saubere Mobilität: Bremsbeläge ohne Kupfer oder Nickel

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung kupfer- und nickelfreier Sinter-Bremsbeläge mit gleichwertigen tribologischen Eigenschaften wie die herkömmlicher metallischer Bremsbeläge.

Erste Tests haben gezeigt, dass die Eisen-basierten Neuentwicklungen vielversprechende Ergebnisse erzielen, die sowohl im Labor als auch beim Einsatz direkt im Motorrad nachgewiesen werden konnten.

Sinter-Bremsbeläge sind organisch gebundenen Belägen aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit sowie der guten Eigenschaften bzgl. Verschleiß, Abrieb und Reibwert weit überlegen und kommen für Hochleistungsbremsen z. B. im Schienenverkehr oder in Motor- bzw. Fahrrädern zum Einsatz.

Noch gibt es keine umweltfreundlichen metallischen Alternativen. Nichtsdestotrotz gibt es klare kommerzielle, wirtschaftliche und ökologische Gründe für die Abschaffung der Verwendung von Kupfer und Nickel in der Produktion – Triebkräfte, die mit der Umsetzung strengerer Gesetze noch stärker werden.

Deshalb sind neue Lösungen für metallische Sinter-Bremsbeläge dringend erforderlich. Vor allem aus Gründen des Umweltschutzes, denn aktuell sind Bremsen für Hochleistungsanwendungen in der Regel kupferbasiert, obwohl Kupfer als hochgiftig für im Wasser lebende Arten gilt.

Ab 2021 dürfen beispielsweise in den US-Bundesstaaten Washington und Kalifornien keine Bremsbeläge mehr vertrieben werden, die einen Kupferanteil von mehr als 5 Prozent haben. Bis 2025 müssen dort die Bremsbeläge mit maximal 0,5 % fast vollständig kupferfrei sein.

Betrachtet man den gesamten Motorradmarkt, so kann der Einsatz von kupfer- und nickelfreien Produkten potenziell die Emission von Kupfer um 600 Tonnen pro Jahr reduzieren. Das entspricht ca. 25 % der Emissionen durch Kupfer-Bremsverschleiß in ganz Europa.

Für Nickel beträgt die mögliche Einsparung 160 Tonnen pro Jahr. Diese Effekte werden noch erheblich größer, wenn man zusätzliche Zielsegmente wie Rennwagen, Motorroller, hochwertige Mountainbikes, ATVs und Industriemaschinen berücksichtigt.

Das Fraunhofer IFAM Dresden setzt innerhalb des Projektes „GreenPad“ sein langjähriges Know-how zur Lösung tribologischer Werkstoffprobleme ein. Neben tribologischen Prüfungen, Werkstoffentwicklungen für alle tribologischen Anwendungen sowie der Optimierung und Gestaltung von Reibpaarungen werden auch tribologische Schadensfälle am Institut begutachtet. Den Kunden steht ein Hochleistungstribometer zur Verfügung, mit dem sowohl Modell- als auch Bauteilprüfungen möglich sind.

Dipl.-Ing. Gunnar Walther

http://www.ifam-dd.fraunhofer.de