Weniger Reibungsverlust durch Laserbehandlung

Im Projekt »Stokes – Selective tribological optimisation of fluid kinetics and efficiency by laser surface structuring« haben sich sechs Unternehmen und zwei Forschungseinrichtungen unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT, Aachen, zusammengeschlossen, um die Reibung hochbeanspruchter Oberflächen durch Laserstrahlstrukturierung zu reduzieren. Das Ziel lautete ein entsprechendes Verfahren für die Serienfertigung dreidimensional geformter Oberflächen nutzbar zu machen.

Dazu werden mit dem Laser Mikrostrukturen in die gleitenden Kontaktflächen von Pumpen und Dichtungen eingebracht. So können die beweglichen Teile leichter aufeinander gleiten, auch Schmiermittel verteilen sich gleichmäßiger. Das verringert nicht nur den Verschleiß der hochbeanspruchten Komponenten, sondern es verbessern sich gleichzeitig auch die Leistung und der Energieverbrauch. Als weiteres Ergebnis des Projekts sollen konkrete Auslegungsregeln für mikrostrukturierte Oberflächen in Hydraulikanwendungen formuliert werden.


Zur Fertigung der Mikrostrukturen stehen am Fraunhofer IPT zwei Fertigungsanlagen mit 3D-Kurzpuls- und Ultrakurzpulslasern bereit.  Für die 3D-Bearbeitung entwickelte das Fraunhofer IPT eine eigene CAD/CAM-Umgebung. Die Software ermittelt die Bahn des Laserstrahls in der Bearbeitungsmaschine aus vorher berechneten Geometriedaten und übernimmt die Steuerung.


Von der neuen Technologie profitieren nicht nur Hersteller von Pumpen, Motoren und Dichtungen, sondern auch deren Kunden aus Branchen wie der Automobilindustrie, dem Formenbau, der Lebensmittel-, Pharma- und Petrochemie oder der Energieerzeugung.


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