Tribologie der Kunststoffe

Werkstoffe, Verschleißmechanismen und Messverfahren
Bauteile und Komponenten mit sich gegeneinander bewegenden Kontakten bilden tribologische Systeme, in denen Reibung entsteht und infolgedessen Verschleißphänomene auftreten. Die Lebensdauer und Beanspruchbarkeit dieser Komponenten werden durch die Kontaktgeometrie, die Oberflächentopographie und letztlich durch die verwendeten Materialien bestimmt. Kunststoffe in tribologischen Systemen, sowohl geschmiert als auch ‚trocken‘, sind in modernen Maschinen und Anlagen nicht mehr wegzudenken. Aufgrund der Struktur polymerer Werkstoffe hängen die Verschleißmechanismen unmittelbar von der Kunststoffart sowie von den Füllstoffen ab. Zur Erfassung von Reibungs- und Verschleißkenngrößen sind oftmals besondere Messmethoden und Messtechniken erforderlich.
Im Seminar werden technisch relevante Kunststoffe in tribologischen Systemen bis hin zu Verbundwerkstoffen umfassend vorgestellt. Sie lernen die tribologischen Besonderheiten von Kunststoffen kennen, deren mögliche Anwendungen von Gleitlagern bis hin zu Dichtungen reichen. Der Fokus des Seminars liegt auf den speziellen Erscheinungsformen von Verschleiß unterschiedlich gefüllter Kunststoffe, die oftmals mit der Entstehung von Transferfilmen einhergehen. Sie lernen Methoden der tribologischen Messtechnik in Bezug auf Kunststoffanwendungen kennen.
HINWEIS Dieses Seminar ist Bestandteil des Zertifikatslehrgangs „Tribologie Experte (TAE)“ (www.tae.de/60160) und kann auch einzeln gebucht werden.
Dieses Seminar richtet sich an Entwickler und Konstrukteure, die sich mit der Auslegung sowie Optimierung tribologischer Systeme befassen und somit grundlegende Kenntnisse hinsichtlich tribotechnischer Werkstoffe benötigen.

Donnerstag, 26. Oktober 2023
9.00 bis 12.15 und 13.15 bis 16.30 Uhr

1. Relevante Kunststoffe in tribologischen Systemen (A. Gebhard)
– Kunststoffarten, tribologisch relevante Polymere
– thermo-mechanische Besonderheiten: Erweichung, Schmelzen & einfache Modelle zu Polarität und Adhäsion
– Kunststoff-Verbundwerkstoffe
– Beispiele

2. Tribologie der Thermoplaste und Elastomere (J. Molter)
– grundsätzliches Verhalten, dynamische Eigenschaften, Viskoelastizität und Korrelation zu Reibeigenschaften, insbesondere bei Elastomeren
– Stick-Slip in polymeren Gleitpaarungen
– Kontaktmodelle / Reibgesetze und Einfluss der Topographie
– Beispiele aus der Dichtungstechnik (Simulation / Experimente)

3. Spezielle Verschleißmechanismen – Teil 1 (A. Gebhard)
– typische Schadensmechanismen und Verschleißerscheinungsformen (Abrasion, Ermüdung, Schmelzen)
– Faserverstärkung (Glasfaser, C-Faser, andere)
– Festschmierstoffe (Graphit, PTFE, Mineralien, BN)
– Transferfilme

4. Spezielle Verschleißmechanismen – Teil 2 (J. Molter)
– Reib- und Verschleißeigenschaften ausgewählter Thermoplasten
– Anwendungsfall Gleitlager unter Verwendung von Compound-Werkstoffen
– Transferfilmbildung und Auswirkung auf Reibung und Verschleiß

5. Tribologische Messtechnik, Schwerpunkt Kunststoffanwendungen (A. Gebhard)
– relevante Aspekte zur Tribometrie
– Reibungs- und Verschleißmessung an Kunststoffen
– Detektion von Transferfilmen
– Verarbeitung von Messdaten aus tribologischen Experimenten