Das Projekt DigiPro zeigt Möglichkeiten auf, wie individualisierte Mikrosysteme in Stückzahl 1 produziert werden können. Teilen Sie uns Ihre konkrete Idee für ein individualisiertes Mikrosystem mit. Mehr erfahren

Reibung von Kunststoffen

Vorhersage des Reibungsverhaltens von Kunststoffen und Elastomeren ohne Reibversuche

Prof. Dr. Achim Frick
Institute of Polymer Science and Processing (IPSP)

Polymere Materialien werden zunehmend in stark beanspruchten Umgebungen wie Dichtungssystemen, Lagern und Getrieben eingesetzt. In dynamischen Rotationsdichtungen kommen Elastomere als Radialwellendichtringe zum Einsatz. Diese hochbelasteten Maschinenelemente müssen ihre technische Funktion für lange Zeit bei extremen Temperaturen und Geschwindigkeiten erfüllen. Als Dichtungswerkstoffe werden dabei aus Gründen der Energieeffizienz maßgeschneiderte Elastomere mit möglichst geringem Reibungskoeffizient und gutem Verschleißverhalten gesucht. Für hochbeanspruchte Gleitanwendungen im Trockenlauf können harte Hochleistungskunststoffe wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyetheretherketon (PEEK) dienen, aber auch faserverstärkte Kunststoffe sind im Einsatz. Durch Additive und Füllstoffe können die tribologischen Eigenschaften von Elastomeren und Kunststoffen beinahe beliebig angepasst werden. Die individuelle Untersuchung der Reibungs- und Verschleißeigenschaften von Dichtungs- und Gleitwerkstoffen ist bisher zeitaufwendig und teuer. Mit Hilfe der dynamisch mechanischen Analyse (DMA) lassen sich die viskoelastischen Eigenschaften von polymeren Werkstoffen in Abhängigkeit der Temperatur und Frequenz messen und diese Ergebnisse geben Hinweise auf das Reibungsverhalten des untersuchten Werkstoffs. Das Reibungsverhalten von polymeren Werkstoffen wird nicht nur von den Oberflächeneigenschaften bestimmt, sondern im Wesentlichen auch von der inneren Reibung des Materials, d.h. durch seine viskoelastischen Kenngrößen.

Das dynamische Reibungsverhalten kann begleitend mit einem instrumentierten Kegel-Rotations-Tribometer in einem weiten Gleitgeschwindigkeitsbereich untersucht und charakterisiert werden. Diese Art Tribometer bietet die Möglichkeit, durch kontinuierliche Messung der Kontaktkräfte während des Experiments, Informationen über den Kontaktzustand und seine möglichen Veränderungen im Verlauf des Reibexperiments zu erlagen.

Anwendungsmöglichkeiten

  • Entwicklung von Leichtlauf-Werkstoffen

  • Entwicklung von optimalen Dichtwerkstoffen für dynamische Dichtungen

  • Verständnis des Reibungs- und Verschleißverhaltens von Polymeren

  • Optimierung von Hochleistungswerkstoffen für hochbelastete Gleitlager

Institute of Polymer Science and Processing (IPSP)

Hochschule Aalen

Das iPSP ist ein Institut, das sich mit Themen des Polymer Engineering beschäftigt. Die Arbeitsgebiete sind elastomere Werkstoffe und Thermoplaste, prozessinduzierte Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Zwei-Komponenten-Spritzgießen und die Entwicklung von Prüftechniken für Polymere und Formteile. Dabei umfasst das Leistungsangebot Polymerprüfung, Schadensanalyse, Thermoanalyse (DSC, TGA, DMA), Mikroskopie (Lichtmikroskopie, REM), Tribologie (Kegel-Rotationstribometer), Rheologie, Rheologie-Simulation und Spritzgießen.

Ihr Ansprechpartner
Prof. Dr. Achim Frick
Studiendekan der Masterstudiengänge Polymer Technology (PTC) und Leichtbau (LBM) Leiter des Steinbeis-Transferzentrums Polymer Engineering (PETZ) - Aalen

Ähnliche Technologien
Das Projekt DigiPro zeigt Möglichkeiten auf, wie individualisierte Mikrosysteme in Stückzahl 1 produziert werden können. Teilen Sie uns Ihre konkrete Idee für ein individualisiertes Mikrosystem mit. Mehr erfahren
Ähnliche Technologien