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Um der Nachfrage nach energieeffizienten und gleichzeitig langlebigen, funktionalen Bauteilen gerecht zu werden, spielt die Verbesserung des tribologischen Verhaltens eine immer wichtigere Rolle. Ein Ansatz zur Reduzierung der Reibung in geschmierten Tribosystemen ist die anwendungsspezifische Mikrotexturierung der Oberflächen, die jedoch in den meisten Fällen zu erhöhten Herstellungskosten führt und damit den Einsatz in der Industrie bislang häufig erschwert.

In einem gemeinsamen Transferprojekt aus dem Schwerpunktprogramm 1551 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) heraus wurde daher gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT) an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und mehreren Industriepartnern am Beispiel eines Nocken-Stößel Kontakts ein Ansatz für die numerische Optimierung und den anschließenden einstufigen Fertigungsprozess untersucht. Für den verwendeten Nocken-Stößel Kontakt wurden dafür zunächst optimale Texturgeometrien mit unterschiedlich komplexen EHD-Simulationsmodellen (elastohydrodynamische Schmierung) ermittelt. Darauf aufbauend wurden texturierte Stößel in einem kombinierten Prozess mittels Blechumformung hergestellt. Durch eine zusätzliche Kohlenstoffbeschichtung (DLC) sollte ein zusätzlicher Verschleißschutz ohne weitere Nachbearbeitung der Schicht erzielt werden.

In dem nun veröffentlichten Beitrag werden die wichtigsten Ergebnisse aus dem gemeinsamen DFG-Projekt vorgestellt. In der folgenden Abbildung sind beispielhafte Texturen mit den dazugehörigen Höhenprofilen aus der Publikation dargestellt. Untersucht wurden neben einfachen konzentrischen Ringtexturen (a) und Rechtecktexturen (b) auch über die Oberfläche verteilt lokal optimierte Texturen (vgl. (c)). Hierbei berücksichtigen die kleineren Texturen in der Kontaktmitte (e) die dort vorliegenden höheren Pressungen im Vergleich zum Randbereich (d). Rundtexturen in unterschiedlichen Größen ((f) und (g)) wurden ebenfalls untersucht.

Den vollständigen Beitrag mit dem Titel „Process-Integrated Component Microtexturing for Tribologically Optimized Contacts Using the Example of the Cam Tappet—Numerical Design, Manufacturing, DLC-Coating and Experimental Analysis” unter Autorenschaft von Christian Orgeldinger, Manuel Reck (FAU), Armin Seynstahl, Tobias Rosnitschek, Marion Merklein (FAU) und Stephan Tremmel finden Sie in der Fachzeitschrift Lubricants frei verfügbar unter https://www.mdpi.com/2075-4442/12/8/291.

Der Beitrag wurde in der Sonderausgabe "Tribology in Germany" anlässlich des 65-jährigen Bestehens der Gesellschaft für Tribologie (GfT) (Website: https://www.gft-ev.de) veröffentlicht, die unter https://www.mdpi.com/journal/lubricants/special_issues/24C0U1OPFV frei zugänglich ist.

Ansprechpartner:

Christian Orgeldinger, M.Sc.

christian.orgeldinger@uni-bayreuth.de

Universität Bayreuth

Konstruktionslehre und CAD

Universitätsstraße 30

95447 Bayreuth