Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Verkehrswesen hat einen sehr hohen Anteil am Verbrauch von Prim\u00e4renergieressourcen sowie am Aussto\u00df kritischer Emissionen. Folglich sind Energieeinsparung und Emissionsreduzierung von gro\u00dfer Bedeutung f\u00fcr eine nachhaltige Mobilit\u00e4t. Mit ma\u00dfgeschneiderten Leichtbaul\u00f6sungen lassen sich Synergien erreichen, die beide Problemfelder bedienen. Im Fokus des Vorhabens standen Leichtmetallbremsscheiben aus hochverst\u00e4rkten Aluminium-Verbundwerkstoffen (AMC) und deren Endbearbeitung f\u00fcr den Gro\u00dfserieneinsatz in Fahrzeugen.
\nZiel des beantragten Vorhabens war es, w\u00e4hrend der AMC-Bremsscheibenendbearbeitung mit Hilfe eines Smart-Tools eine Vorkonditionierung in Form eines artifiziell aufgebrachten Tribofilms auf der AMC-Oberfl\u00e4che zu generieren, der einen stabilen station\u00e4ren Zustands des Tribosystems zur Folge hat. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Entwicklung eines geeigneten Tribofilmsystems f\u00fcr AMC-Bremsscheiben wurden in aufeinander aufbauenden und r\u00fcckkoppelnden Arbeiten der Projektpartner Tribokomposite auf AMC-Werkstoffe angepasst und unter Laborbedingungen auf vorkonditionierten AMC-Bremsscheiben artifizielle Tribofilme erzeugt und evaluiert. Das Projekt war in drei, von jeweils einem Projektpartner geleitete Arbeitsbereiche unterteilt: (1) Werkzeugumsetzung Smart-Tool, (2) Entwicklung von Materialien zur Oberfl\u00e4chen-konditionierung, (3) Konditionierende Tribofilmerzeugung. In Arbeitsbereich 1 wurde ein Bearbeitungsprozess zur Vorkonditionierung der AMC-Oberfl\u00e4che f\u00fcr den Bremseinsatz entwickelt. Arbeitsbereich 2 umfasste die Bereitstellung von Materialien, die zum Aufbau von konditionierenden Tribofilmen auf AMC-Bremsscheiben geeignet sind, sowie die analytische Charakterisierung dieser Tribofilme. In Arbeitsbereich 3 lag der Fokus auf der Erzeugung und Charakterisierung von konditionierten Bremsfl\u00e4chen unter Ber\u00fccksichtigung der Wechselwirkungen zwischen den Reibpartnern und tribologischen Parametern. Die geeigneten Materialsysteme wurden im Labor und auf Bremspr\u00fcfst\u00e4nden getestet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In der Werkzeugumsetzung Smart-Tool (1) erfolgte die konzeptionelle Ausarbeitung eines geeigneten Smart-Tool-Designs. In detaillierten Untersuchungen wurden Erkenntnisse zum Einfluss von Bearbeitungsparametern und Werkzeugdesign auf die Herstellung unterschiedlicher Oberfl\u00e4chenstrukturen und den damit einhergehenden Eigenschaften gewonnen. In zahlreichen Versuchen wurden sowohl die Maschinenkenngr\u00f6\u00dfen als auch die Auslegung des Werkzeugs variiert und der Einfluss auf die Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit analysiert. Auf Basis der erzielten Erkenntnisse wurde das erste Smart-Tool zur beidseitigen Endbearbeitung von AMC-Bremsscheibenprototypen erfolgreich konstruiert und gefertigt.<\/p>\n
In der Entwicklung von Materialien zur Oberfl\u00e4chenkonditionierung (2) wurden hochgef\u00fcllte Polymerkomposite entwickelt, die zur Erzeugung von prim\u00e4ren Tribofilmen bei der Endbearbeitung von AMC-Bremsscheiben geeignet sind. Die Arbeiten umfassten sehr umfangreiche Versuchsreihen zur Ermittlung passender Additivsysteme in Kombination mit Tr\u00e4gerpolymeren, die zur Herstellung von homogen hochgef\u00fcllten Compounds (Komposite) einsetzbar sind. Ferner sollten diese Komposite sowohl bei der Bearbeitung von Bremsscheiben auf dem Reibpr\u00fcfstand als auch mit dem Smart-Tool einen prim\u00e4ren Tribofilm aufbauen. Im Rahmen dieser Forschungst\u00e4tigkeiten wurde neben der Materialentwicklung auch das Verfahren zur Herstellung der Komposite und deren Weiterverarbeitung zu Formk\u00f6rpern erfolgreich ausgearbeitet. Parallel wurde eine Ablationszelle entwickelt, um ganze Bremsscheiben mit der LA-ICP-MS zerst\u00f6rungsfrei analysieren und in Folgeversuchen wieder einsetzen zu k\u00f6nnen. Hierzu wurden Prototypen unterschiedlicher Ablationszellaufbauten konstruiert, gefertigt und orientierende Laserablationsmessungen durchgef\u00fchrt. Mit dem optimierten, finalen Zelldesign wurde eine Steigerung der Empfindlichkeit um den Faktor f\u00fcnf im Vergleich zu Standardablationszellen erreicht.<\/p>\n
Im Aufgabenfeld Konditionierende Tribofilmerzeugung (3) wurde zielf\u00fchrend an der Herstellung sowie tribologischen und strukturellen Charakterisierung von endbearbeiteten und mit Kompositen konditionierten Reibfl\u00e4chen geforscht. Ber\u00fccksichtigt wurden dabei die Einfl\u00fcsse von Oberfl\u00e4chenfeingestalt, Kompositvariationen und Parametern des Tribosystems (Anpressdruck, Relativgeschwindigkeit der Reibpartner, Temperatur und Reibwertentwicklung). Die erzielten Erkenntnisse flossen unmittelbar in die Material- und Werkzeugentwicklung ein und erm\u00f6glichten eine gezielte und schnelle Weiterentwicklung.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Projektinhalte sind der \u00d6ffentlichkeit aufgrund des patentierf\u00e4higen Know-hows bislang noch nicht zug\u00e4nglich gemacht worden. Sobald das Wissen patentrechtlich gesch\u00fctzt ist, sollen die Erkenntnisse in Form von Publikationen einer breiten \u00d6ffentlichkeit bekannt gemacht werden. <\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die vom Projektteam angestrebten Ziele konnten in allen T\u00e4tigkeitsfeldern realisiert und die diversen, sich im Projektverlauf ergebenden Herausforderungen gel\u00f6st werden. Das Erreichen der ehrgeizig gesetzten Meilensteine spiegelt die erfolgreiche Bearbeitung dieses inter- und intradisziplin\u00e4ren Projektes wider.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Das Verkehrswesen hat einen sehr hohen Anteil am Verbrauch von Prim\u00e4renergieressourcen sowie am Aussto\u00df kritischer Emissionen. Folglich sind Energieeinsparung und Emissionsreduzierung von gro\u00dfer Bedeutung f\u00fcr eine nachhaltige Mobilit\u00e4t. Mit ma\u00dfgeschneiderten Leichtbaul\u00f6sungen lassen sich Synergien erreichen, die beide Problemfelder bedienen. Im Fokus des Vorhabens standen Leichtmetallbremsscheiben aus hochverst\u00e4rkten Aluminium-Verbundwerkstoffen (AMC) und […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[65,51,53],"class_list":["post-26965","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-nordrhein-westfalen","tag-ressourcenschonung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"34284\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"425.032,00","dbu_projektdatenbank_firma":"DTS GmbH - Diamond Tooling Systems","dbu_projektdatenbank_strasse":"Hans-Geiger-Str. 11 a","dbu_projektdatenbank_plz_str":"67661","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Kaiserslautern","dbu_projektdatenbank_p_von":"2018-11-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2021-01-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre und 3 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"+49 6301 32011-0","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Nordrhein-Westfalen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"150","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26965","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26965\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":39968,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26965\/revisions\/39968"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26965"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26965"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26965"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}