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Development of an innovative and cost-efficient process for friction and wear reduction

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Reaktionsfreudige Prozessflüssigkeiten unterstützen die Gleitfähigkeit von Teilen

Die Relativbewegung von Metall über Metall bei Anwendungen im Automobil- und Industriesektor ist gang und gäbe – ebenso wie die Reibung und der Verschleiß, die dabei entstehen. Eine wegweisende Oberflächenbehandlung, die einfach in bestehende Maschinen integriert werden kann, unterstützt eine höhere Schmiermitteleffizienz.

Industrielle Technologien

Obgleich bei Lösungen wie Schmiermitteln und Beschichtungen Fortschritte erzielt wurden, sind die meisten davon nach wie vor mit großen Einschränkungen konfrontiert, die Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit von Herstellern und die Umweltverträglichkeit haben. Die Triboconditioning®-Technologie für die Oberflächenoptimierung, die vom schwedischen KMU Applied Nano Surfaces (ANS) entwickelt wurde, basiert auf reaktionsfreudigen Prozessflüssigkeiten, die Nanoschichten auf Stahl- oder Gusseisenkomponenten bilden. Das EU-unterstützte Projekt Triboconditioning finalisierte den Technologiereifegrad für spezifische Anwendungen. Dies resultierte in drei Lizenzvereinbarungen, darunter zwei große Erstausrüster im Automobilsektor.

Gleitfähigkeit erreichen

Das Triboconditioning-Projekt war auf vier verschiedene Produktgruppen ausgerichtet: große Bohrungen, kleine Bohrungen, Wellen und Getriebe. Christian Kolar, Geschäftsführer von ANS und Projektkoordinator, erläutert die Technologie: „Wir wenden spezielle Prozessflüssigkeiten mit reaktionsfreudigen chemischen Zusammensetzungen auf Oberflächen an und verwenden dann harte Werkzeuge und Hochdruck, um während Gleitvorgängen an der Oberfläche Rauhigkeitsspitzen einzuprägen. Die erzeugte Hitze sorgt für die Reaktionsfreudigkeit der Flüssigkeit mit der Oberfläche, sodass chemisch an die Oberfläche gebundene Nanoschichten mit geringer Reibung gebildet werden, die Verschleiß entgegenwirken.“ Das Ergebnis ist eine glatte Oberfläche mit sehr guter Tragfähigkeit und optimierter Oberflächenchemie. Letztgenannte verbessert die Schmiermittelfilmbildung erheblich, die angesichts des industriellen Umstiegs auf Schmiermittel mit geringerer Viskosität und weniger schädlichen Additiven immer mehr an Bedeutung gewinnt.

Flexibler Prozess, flexible Lizenzpartnerschaften

Triboconditioning® minimiert die Reibung und den Verschleiß und erhöht die Wirkung einer Vielzahl von Schmiermitteln. Das Verfahren kann unter Verwendung von üblichen Maschinen und Werkzeugsystemen angewandt werden, was zu einer großen Flexibilität und einfachen Implementierung führt. Die Kundschaft kann ihre Komponenten zur betriebseigenen Behandlung an ANS senden, falls eine Prototypisierung, die Erprobung einer maßstabsvergrößerten Fertigung oder eine Produktion mit begrenztem Volumen (bis zu 100 000 Teile pro Jahr) erforderlich ist. Es wird ein Partnerschaftsnetzwerk eingerichtet, um ähnliche Dienste auf Märkten anzubieten, in denen ANS noch keine Einrichtungen unterhält. Bei steigendem Produktionsvolumen unterstützt ANS die Kundschaft bei der Übertragung der Verfahrenstechnologie in die Werke der Kundschaft oder ihrer Lieferanten. Eine Lizenzvereinbarung über die Nutzung des Triboconditioning®-Verfahrens kann in Form einer fixen Jahresgebühr pro Produkt oder in Form einer variablen Gebühr pro behandeltem Teil implementiert werden.

Optimale Leistung bei geringeren Kosten und Umweltauswirkungen

Triboconditioning® optimiert die Oberfläche von Stahl- oder Gusseisenkomponenten sowohl physikalisch als auch chemisch, während bestehende Technologien üblicherweise nur eine von beiden Eigenschaften anvisieren. Im Vergleich dazu ermöglicht Triboconditioning® eine erheblich bessere Leistung bei begrenzten Mehrkosten, geringeren Umweltauswirkungen und minimalem Abfall. Kolar fasst zusammen: „Triboconditioning hat uns ermöglicht, vom Labor/von der frühen Produktionserprobung zu implementierbaren Systemen im großen Maßstab zu gelangen, um unserer Kundschaft hinsichtlich weniger Reibung und Verschleiß zu bieten. Wir begannen während des Projekts ebenfalls mit der Entwicklung unseres neuartigen Getriebebehandlungsverfahrens. Es hat die Reibung und den Verschleiß bei Getriebekontakten, die in der Industrie und in Elektrofahrzeugen gang und gäbe sind, erheblich minimiert. Bei letztgenannten können die Fahrreichweite und die Übersetzungszeit des Fahrzeugs verbessert und die Übersetzungsgeräusche minimiert werden.“ Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des globalen Elektrofahrzeugmarkts von 2019 bis 2026 soll 25,6 % erreichen, also von 103 Milliarden EUR auf 508 Milliarden EUR ansteigen. Dank Triboconditioning® haben Bohrungen, Wellen und Getriebe aller Art freie und reibungslose Fahrt.

Schlüsselbegriffe

Triboconditioning, Reibung, Schmiermittel, Getriebe, Prozessflüssigkeiten, Nanoschichten, Beschichtungen, Elektrofahrzeug, Oberflächenbehandlung

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