Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMEntwicklung hochleistungsfähiger ta-C-basierter Beschichtungen und innovativer Tribosysteme zur Erreichung von Supraschmierung (Superlubricity) in Maschinenelementen, um Energieverschwendung durch Reibung signifikant zu reduzieren und damit CO₂-Emissionen und Ressourcenverbrauch zu senken.
CHEmisch-PHysikalische Reduzierung der ReibungsENergie – Ultraglatte und supraschmierende Schichten für Komponentenanwendungen
Abgeschlossenes Forschungsprojekt
Projektbeschreibung
Im Rahmen des Forschungsprojekts zur Chemisch-Physikalischen Reduzierung der ReibungsENergie (CHEPHREN) erfolgten systematische Untersuchungen von Superlubricity-Phänomenen und deren Erschließung für weite Anwendungsfelder und die Integration von Tribosystemen mit neuartigen Materialien und Schmierstoffen. Hierzu wurden insgesamt acht verschiedene Anwendungen betrachtet und ein skalenübergreifender Ansatz zur Erforschung der jeweils betrachteten Technologien verfolgt. Dies umfasste sowohl experimentelle als auch simulationstechnische Untersuchungen an dedizierten Modellen auf Grundlagenebene über die Komponentenebene bis hin zu Analysen auf Systemebene, inklusive der Betrachtung des Gesamtpotentials zur Energieverbrauchs- und Emissionsreduzierung.
Die Arbeitspakete des Fraunhofer IWM waren:
- Multiskalenmodellierung und Tribosimulation zur Prognose von Reibung und Verschleiß
- Oberflächenanalytik und Charakterisierung von Tribofilmen, Schädigungsmechanismen und Transferschichten
- Atomistische Simulation der Wechselwirkungen von Beschichtungen mit Schmierstoffen (z.B. W-Diamant-Kontakte)
Transfer der Projektergebnisse in folgende FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM für Unternehmen:
- Entwicklung von DLC-Beschichtungen für hochbelastete Maschinenbauteile
- Oberflächenanalytik auf der Nanoskala: Charakterisierung von Tribofilmen, Verschleißmechanismen und Schädigungsmustern
- Multiskalige Tribosimulation: Prognose von Reibung, Verschleiß und Energieverlusten
