Succes Stories
Aktuelle Success Stories
Das national und international anerkannte österreichische Kompetenzzentrum für Tribologie (AC²T) gehört weltweit zu den größten unabhängigen, privatwirtschaftlich organisierten, non-Profit-Forschungsdienstleistern auf dem Gebiet der Tribologie – der systemorientierten Wissenschaft der Reibung – und bietet ganzheitliches tribologisches Wissen und attraktive finanzielle Rahmenbedingungen zur kooperativen Bearbeitung von grundlegende Forschungsfragen industriellen Auftraggebern in aller Welt an.
Die AC2T research GmbH, als Trägerorganisation des COMET-K2-Zentrums InTribology, wird im Rahmen des Forschungsförderungsprogramms „COMET – Competence Centers for Excellent Technologies“ gefördert durch das BMK, das BMAW, sowie den Bundesländern Niederösterreich und Vorarlberg. Das Forschungsförderungsprogramm COMET wird durch die FFG abgewickelt.
Software as a service - High-end Gleitlagerberechnung für alle
AC²T entwickelt ein webbasiertes Tool zur Simulation und Auslegung von Gleitlagern
Nachhaltige Kraftstoffe mit Performance
Rasche Entwicklung vielversprechender Alternativen zu fossilen Kraftstoffen als neue Technologien in der Mobilität
Tribo-Akustischer Stift – Den Geheimnissen geschmierter Tribosysteme auf der Spur
Zukunftsorientierte Grüne High-Performance Schmierstoffe werden mit einer neuen Klasse physikalischer Sensoren optimiert
Archiv
2021
Auch für extrem verschleißbeständige DLC-Beschichtungen (Diamond like Carbon) gibt es kritische Einsatzbedingungen
Die geeignete Schiene-Verlegestrategie ermöglicht ein langes Leben von Schienen und Rädern
Ein Data-Mining-Ansatz korreliert chemische Schmierstoffdaten mit der Maschinenperformance hinsichtlich Lebensdauer und Effizienz
Beurteilung reibzustandsbedingter Schallemission ermöglicht Betriebszustandsdiagnose an Gleitelementen
2020
Messung der Reibung zwischen Augenlid und Augenoberfläche und Bewertung der Wirksamkeit von innovativen Augentropfen.
Zukunftsweisende Verschleißschutz-Systeme ermöglichen enorme Effizienzsteigerungen in der produzierenden Industrie
Forschungs- und Entwicklungsmotor zur Entwicklung neuer reibungs- und verschleißoptimierten Motorkomponenten
Einblicke in tribochemische Prozesse durch Simulationen mit reaktiver Moleküldynamik
2019
Lebensdauerprognose-modelle können nicht im praktischen Einsatz aufgestellt werden, da Feldversuche bis zum Schmierstoffversagen aus sicherheitsrelevanten und wirtschaftlichen Gründen nicht durchführbar sind. Daher werden bei AC²T Schmierfette im Labor anwendungsnah bewertet, um daraus die Lebensdauer des Fettes vorhersagen zu können.
Seit 2016 betreibt Voestalpine im neu errichteten Werk in Corpus Christi (usa), eine Direktreduktionsanlage. Die strategische Zusammenarbeit von Voestalpine mit AC²T im Bereich der Anlagentechnik ermöglicht den Wissenstransfer hinsichtlich der verschleißgünstigen Auslegung von Anlagen- und Maschinenkomponenten mit dem klaren Ziel der nachhaltigen Kosteneinsparung.
„Verstärkte“ Kunststoffe der Zukunft sorgen für stark steigende Beanspruchung bei Maschinenkomponenten. Ein neuartiges Laser-Beschichtungsverfahren schützt die Stahloberflächen, genau dort wo es wirklich notwendig ist.
Eigenschaften verschleißbelasteter Komponenten unter extremen Einsatzbedingungen sind kaum zu erfassen. Mittels einer entwickelten Simulationsmethode werden die Werkstoffeigenschaften aus einem virtuellen Modell-Ritzversuch realitätsnah bestimmt.
2018
Schmierstoffe altern im Laufe ihres Einsatzes. Dies beeinflusst ihre Schmierfähigkeit. Komponentenprüfungen beachten diesen Effekt oft nur unzureichend, da gebrauchte Schmierstoffe mit adäquater Reproduzierbarkeit nicht in ausreichender Menge und kurzer Zeit verfügbar sind. Dieser Umstand führt zu einem Komponenten- und Systemdesign, das dem Einfluss der Ölalterung nicht Rechnung trägt. Die bei AC²T entwickelte Methode der Großmengenalterung stellt eine schnelle, umweltfreundliche und ökonomische Methode dar, um definiert „gebrauchte“ Öle zu Prüfungs- und Entwicklungszwecken herzustellen. Dadurch wird eine umfassende Lebensdauerbeurteilung des gesamten geschmierten Systems ermöglicht.
Konventionelle Schmierstoffe wie Fette, Öle und Festschmierstoffe zeigen bei erhöhter Temperatur und Vakuumbedingungen Beschränkungen in deren Anwendbarkeit. Um diese Beschränkungen zu überwinden, wurde ein neuartiges Schmierkonzept entwickelt. Die benötigte Schmierwirkung wird durch Feststoffbestandteile im Werkstoff ermöglicht. Dadurch wird der Reibungszustand ohne Verwendung eines flüssigen Schmierstoffes reduziert bzw. kontrolliert. Diese neuartigen selbstschmierenden Beschichtungen besitzen hohes Potenzial für vielfältige Anwendungen.
In unterschiedlichen Anwendungsgebieten (Krananlagen, Seilbahnen, Bergbau oder Offshore- Seilwinden) wirken eine Vielzahl von Einflüssen auf Stahlseile (z. B. Temperatur, Salzwasser, Anzahl/ Größe der Umlenkrollen). Um die Lebensdauer zu steigern oder die Sicherheit (z. B. bei Personenseilbahnen) zu erhöhen, ist deren Einfluss zu bestimmen. Mittels eines modularen Laboraufbaus zu Charakterisierung des Systems „Stahlseil-Schmierstoff“ wurden ausgewählte Einflüsse auf die Lebensdauer der Stahlseile (Schmierstofftyp und Beschichtungen, Salzwasser) gezielt quantifiziert und bewertet.
Zylindrische Lebensmitteldosen aus Schmuckkarton stellen eine funktionelle und ökologisch sinnvolle Form der Verpackung dar und geben gleichzeitig dem Produkt einen individuellen und optisch ansprechenden „Look“. Für die Verbindung von Verpackungsboden und -wand wird die röhrenförmige Wand in einem Formwerkzeug gebördelt und mit dem Boden verklebt. In einem kombinierten experimentellen und numerischen Ansatz wurde die geometrische Kontur des Formwerkzeuges im Sinne einer verlängerten Standzeit und erhöhten Produktqualität optimiert.
2017
Verschleiß ist ein entscheidender Faktor für die Lebensdauer von Bodenbearbeitungsgeräten in der Landwirtschaft. Gemeinsam mit den Projektpartnern sucht AC²T nach einem optimalen Werkstoff für den sprichwörtlichen „Einsatz im Feld“. Dazu wurden Verschleißtests im Labor und Computersimulationen kombiniert, um eine Lebensdauervorhersage unter Realbedingungen zu ermöglichen. Mit dieser Lab-2-Field Umgebung kann der Entwicklungsprozess für verschleißbehaftete Werkzeuge/Komponenten extrem beschleunigt werden. Neue Werkstoffe und dessen Verhalten im Realbetrieb können in kurzer Zeit durch Kopplung eines Labortests mit einer Verschleißsimulation schnell bewertet und optimiert werden.
Förderbänder müssen in der Stahlindustrie eine 100-prozentige Verfügbarkeit unter extremen Bedingungen gewährleisten. Die Förderbandlängen reichen dabei von wenigen Metern bis zu einigen Kilometern. Die Instandhaltung dieser hochbelasteten Fördersysteme ist somit ein wesentlicher Kostenfaktor. Ziel des interdisziplinären Forschungsprojektes war es, die Lebensdauer zu erhöhen und die Funktion der verwendeten Werkstoffe zu gewährleisten. Nach Identifikation der relevanten Verschleißquellen wurden diese mittels geeigneter Tests im Labor reproduziert, um dieselben Verschleißvorgänge, die in der Industrie herrschen, unter kontrollierten Laborbedingungen zu simulieren. Nach einer Bewertung von kommerziellen Gurtmustern und Prototypmischungen konnte ein geeigneter neuer Typ entwickelt werden, mit dem eine Erhöhung der Lebensdauer von 25% erzielt wurde.
Um den Produktionsstandort Österreich zu stärken, muss die heimische Industrie die Technologieführerschaft in ihrem jeweiligen Bereich erlangen und nachhaltig sicherstellen. Dafür ist neben der hohen Qualität der Produkte eine wirtschaftliche Fertigung notwendig, um über ein kompetitives Produkt zu verfügen. Realisierbar ist das nur durch Innovationen, die durch Einsatz alternativer Werkstoffe und Entwicklung neuer Herstellungsprozesse in der Produktion Ressourcen und Kosten sparen.
2016
Auch Schmierstoffe tragen wesentlich zum sicheren und effizienten Betrieb von Stahlwerken bei. Damit es wie geschmiert läuft, müssen Schmierstoffe den widrigsten Bedingungen standhalten, wie extremen Temperaturunterschieden, aggressiver Gasumgebung oder großen Mengen an Wasserdampf und Staub. Durch die Auswahl geeigneter Schmierstoffe kann die Einsatzdauer um ein Vielfaches verlängert werden.
Neue Anforderungen, wie höhere Geschwindigkeiten und Achslasten, erfordern die beschleunigte Entwicklung von Schienenwerkstoffen. Der aktuelle Entwicklungszyklus für Schienenwerkstoffe, von der Konzeption bis zum Feldeinsatz, beträgt bis zu 10 Jahre. Bei AC2T wurde eine Entwicklungsumgebung etabliert, welche hierzu den Bereich von der Simulation – über Modelltests – bis hin zur Prototypenverifizierung im Labormaßstab am neuartigen Rad/Schiene-Modellteststand abdeckt. Diese Forschungsarbeit erfolgt in enger Zusammenarbeit mit einem Projektpartner, welcher vollmaßstäbliche Tests, durchgeführt.
Die Bestimmung von Größe und Anzahl sehr kleiner Verschleißpartikel in Schmierstoffen dient zur Identifizierung von Verschleißmechanismen und zur Früherkennung von Schäden und Ausfällen in industriellen Anlagen. Durch die neu entwickelte Messmethode ist es erstmals möglich, kleinste metallische Partikel in nicht transparentem Öl zu detektieren, deren Größe und Anzahl sehr präzise zu messen und drohende Schäden in Industrieanlagen rechtzeitig vorauszusagen.
Auf der Suche nach einem Sintergleitlagersystem für die Automobilindustrie, das nicht nur langlebig und zuverlässig, sondern auch bei tiefsten Temperaturen noch äußerst geräuscharm ist, wurde AC²T gemeinsam mit führenden Zulieferunternehmen aus der Automobilbranche fündig. Durch geschickte Kombination von Modellbildung, Laborversuch, Messtechnik und Analytik konnte ein neuartiger Schmierstoff auf den Markt gebracht werden, mit dem Scheibenwischer und Fensterheber auch bei tiefen Temperaturen ohne unangenehmes „Kältequietschen“ fast reibungslos ihren Dienst tun.
2015
Für den Betrieb von Großanlagen sind i. A. Ölschmierungen erforderlich. Bei einem Wechsel des Schmierstofftyps ist besondere Sorgfalt geboten, da ein alternatives Öl mit nominell identen Eigenschaften ungeeignet für die spezifische Anwendung sein kann. Die bei AC²T entwickelte Vorgehensweise baut auf Labormethoden zur Bewertung von alternativen Ölen auf, die an die Betriebsbedingungen im Feld oder auf spezifische Alterungsmechanismen adaptiert werden. Für den Vergleich mit dem zu ersetzenden Öl werden insbesondere verschiedene Methoden der künstlichen Alterung eingesetzt. Die anwendungsangepassten Bewertungsmethoden erlauben eine klare Differenzierung von Ölen als Basis für einen risikoarmen Wechsel des Schmierstofftyps.
Die Entwicklung von ökonomisch effizienten Verschleißschutzkomponenten im abrasiven, korrosiven und thermomechanischen Umfeld erlaubt eine Lebensdauererhöhung kritischer Bauteile und führt zur Einsparungen wertvoller Rohmaterialien sowie zur Verlängerung von Wartungsintervallen. Mittels eines 8 kW Hochleistungs-Direkt-Diodenlasers ist es gelungen, technologisch anspruchsvolle Verschleißschutzlösungen zu entwickeln und in den Feldeinsatz zu bringen. Die Auslegung der Anlagenperipherie ermöglicht eine industrielle Bemusterungen und Prototypenfertigungen, und garantiert eine kontrollierte Prozessführung für hohe Auftragsleistungen und optimierte Anwendungseigenschaften.
Die (poröse) Oberfläche eines gesinterten Bauteils kann als Schmierstoffdepot wirken und eine ausreichende Schmierstoffversorgung für mehrere tausend Betriebsstunden sichern. Innerhalb des Forschungsprojektes wurden Möglichkeiten ausgelotet, mittels „metal injection moulding“ (MIM), einer endkonturnahen Fertigungstechnologie, selbstschmierende kupferbasierte Gleitlager herzustellen. Dieses Verfahren verbindet die Gestaltungseffizienz aus dem Kunststoff-Spritzguss
mit der Möglichkeit der Pulvermetallurgie. Endkontournahe Bauteilformen mit komplizierten Geometrien können im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren zu niedrigeren Kosten in großen Stückzahlen hergestellt werden.
Die Untersuchung von Grenzflächen auf atomarer Ebene verspricht ein besseres tribologisches Verständnis von Verschleißvorgängen. Berechnungen im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie erlauben die quantenmechanische Beschreibung solcher Grenzflächen und werden zur Bestimmung der Eigenschaften von Grenzflächen verwendet.
2014
Bei der Förderung von Erdöl aus einem Bohrloch tritt zwischen Steigrohr und Pumpstangenmuffe erhöhter Verschleiß auf. Die eingesetzten Kohlenstoffstähle weisen starken Korrosionsangriff und erhöhten Verschleiß auf. Im Zuge der Forschungstätigkeiten werden die Wirkung unterschiedlicher Stahlgüten und Wärmebehandlungsverfahren ermittelt. Die gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich Korrosions- und Verschleißmechanismen stellen einen wirtschaftlichen Vorteil für die Unternehmenspartner dar und bilden eine Wissensbasis für weitere Projekte auf dem Gebiet der Tribokorrosion.
Die Anwendungsmöglichkeiten der akustischen Emissionen in der Tribologie sind dabei äußerst vielfältig. Das dargestellte Projekt bietet eine umfassende Untersuchung von Tribosystemen, welche die Klassifizierung von Einzelereignissen bis zu einer Frequenz von mehreren MHz inkludiert. Dabei werden modernste Methoden der Datenanalyse wie Multiresolution Analysis (MRA) angewandt. Dies ermöglicht eine intelligente, adaptive Rauschfilterung und die Detektion von Einzel-ereignissen im Gesamtsignal, welche von kommerziell erhältlicher Software nicht aufgelöst werden können.
Multiskalenanalyse (multi resolution analysis – MRA) ist eine mathematische Methode, die bei unterschiedlicher Auflösung globale und lokale Eigenschaften beliebig rauer Oberflächen durch diskrete Wavelet-Transformation eindeutig extrahieren kann. Ein neu entwickeltes numerisches Instrument ermöglicht durch Anwendung von MRA und Korrelation zwischen dem Verhalten bestimmter Diesel-Kraftstoffe und deren Verschleißmustern aus gleichartigen tribologischen Versuchen die Identifikation der Schmierstoffe durch ihre „Fingerabdrücke“.
Modifikation von Schmierstoffdynamik und Werkstoff-/Schichtsystemeigenschaften von Tribosystemen mittels Oberflächen-bearbeitung durch Laserablation stellen eine vielversprechende Alternative zur Minimierung der Reibung und zur Verbes-serung des Verschleißverhaltens von tribologischen Systemen dar. Im ölgeschmierten Reibungskontakt zeigten die Untersuchungen, dass die mit Ripples modifizierten Oberflächen in Kombination mit einer Gleitlackschicht („anti-friction-coating“) den geringsten Reibungswert liefern.
2013
Die Online-Ölzustandsüberwachung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die laufende Abfrage des Ölzustandes und daraus ableitbare Informationen über den Anlagenzustand leisten einen wichtigen Beitrag zum störungsfreien Betrieb von geschmierten Maschinen. Die Messprinzipien der Sensoren und die Interpretation der Signale müssen auf die vorliegende Anwendung angepasst sein. Dies erfordert umfangreiche Untersuchungen, die sowohl die Kenntnis der Öltypen, der Betriebsbedingungen und das Ansprechverhalten der Sensoren umfassen müssen. Für esterhaltige Hydraulikflüssigkeiten wurde dies erfolgreich umgesetzt. Der für diese Anwendung entwickelte Algorithmus erlaubt die verlässliche sensorische Ermittlung der Ölversäuerung aus Basis der Sensorsignale für Viskosität, relative Permittivität und elektrische Leitfähigkeit.
Bei der Förderung von Erdöl aus dem Bohrloch tritt zwischen Ankoppelung und Stahlrohr der Ölförderpumpe erhöhter Verschleiß auf (siehe Abbildung 1). Die unter diesen Bedingungen eingesetzten Kohlenstoffstähle weisen jedoch starke Korrosion und erhöhten Verschleiß auf. Im Zuge der Forschungstätigkeiten werden auf Basis einer Tribosystemanalyse die Wirkung unterschiedlicher Stahlsorten und Wärmebehandlungsverfahren der Rohre auf das tribologische Verhalten im Kontakt mit der
Ankopplung ermittelt. Dadurch soll die Lebensdauer der Stahlrohre erhöht werden, und die gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich Korrosions- und Verschleißmechanismen stellen dabei nicht nur einen wirtschaftlichen Vorteil für Unternehmenspartner dar, sondern bilden auch eine wichtige Wissensbasis für weitere Aktivitäten auf dem Gebiet der Tribokorrosion.
Verbesserungen in Werkstoffkunde und Oberflächentechnik haben sichergestellt, dass arthroplastische Anwendungen für Menschen mit unterschiedlichen Problemen im Bereich der Knie- und Hüftgelenke eingesetzt werden können. Allerdings zeigen Berichte, dass Komplikationen bereits lange vor dem Ablauf der erwarteten Lebensdauer eintreten. Die am häufigsten auftretenden Symptome sind auf Kompatibilitätsprobleme des Biomaterials mit den tatsächlichen Körperteilen oder auf Probleme im tribologischen Kontakt in den künstlichen Gelenken zurückzuführen. Die Lösung der oben genannten Komplikationen erfordert ein tiefes Verständnis über hoch belastete biomechanische Systeme im menschlichen Körper, sowie über natürliche Funktionen des biologischen Gewebes und fortschrittliche bio-medizinische Untersuchungen auf dem Gebiet der Tribologie. Um die Notwendigkeit von Implantaten zu vermeiden und um die Leistungsfähigkeit der langfristigen biomedizinische Implantate zu erhöhen, zielt dieses Projekt darauf ab, mechanische Modelle (Geräte) zu entwickeln, die zur experimentellen Simulation der in situ auftretenden Kräfte / Reibverhalten – und deren Modulationen / Modifikationen – in den Gelenken geeignet sind.
Zur Simulation starker Deformationen, kontaktmechanischer Fragestellungen und vieler anderer komplexer tribologischer Phänomene eignet sich eine Teilchenmethode oft besser, als die üblichen Finiten Elemente Methoden (FEM). Hier setzen die Smoothed Particles an, die ebenfalls das Kontinuum darstellen, und sowohl für die Flüssigkeitssimulation als auch für die Simulation von festen Stoffen und deren Beanspruchung in tribologischen Phänomenen geeignet sind. Die Methode wird in vielen Gebieten schon angewandt. AC²T arbeitet an ihrer Etablierung in der Tribologie.
2012
Schmierstoffe unterliegen in der Anwendung chemischen und physikalischen Veränderungen, die bis zum Versagen des geschmierten Systems führen können. Die Kenntnis des Ölzustands („Gesundheitszustand“) ist ein wichtiger Beitrag zum verlässlichen Betrieb einer Anlage. Dazu werden Ölproben in regelmäßigen Abständen in Schmierstofflabors auf wichtige Kenndaten analysiert – allerdings ohne genauere Kenntnis der Vorgänge im Schmierstoff. Die Massenspektrometrie (MS) hat sich hier als Methode der Wahl herauskristallisiert, da Restgehalte an Additiven sowie Bildung von Alterungsprodukten eindeutig qualitativ und quantitativ bestimmt werden können. Die MS wurde erfolgreich auf die Identifizierung von Alterungsprodukten neuartiger Schmierstoffe angewandt und gab so unerlässlichen Input für anwendungsspezifische Formulierungen.
Durch Umformen hergestellte Innengewinde kommen in vielen Bereichen wie Haushaltsgeräte („Weiße Ware“), der Elektronik und als wichtigstes Einsatzgebiet in der Automobilindustrie, zum Einsatz. Durch die große Zahl an Anwendungsgebieten und die hohe technische Relevanz bietet eine Effizienzsteigerung beim Gewindeformen ein hohes Einsparungspotenzial. Die Vorteile dieses Verfahrens sind die spanlose Bearbeitung, die hohe Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit, sowie die durch die eingebrachte Kaltverfestigung gesteigerte Auszugsfestigkeit der Gewinde. Im Zuge der Forschungstätigkeiten wurden auf Basis einer Tribosystemanalyse neuartige Beschichtungen und Schmierstoffe erforscht, die es ermöglichen die Taktzeit beim Gewindeformen zu steigern und simultan die Lebensdauer der Werkzeuge zu erhöhen. Die dabei gewonnen Erkenntnisse hinsichtlich Wechselwirkungen von Hartstoffschichten und Schmierstoffen, stellen dabei nicht nur einen wirtschaftlichen Vorteile für Unternehmenspartner dar, sondern bilden auch eine wichtige Wissensbasis für weitere Aktivitäten auf dem Gebiet der Umformtechnik.
In der industriellen Fertigung von metallischen Werkstücken kommt der Oberflächenbehandlung große Bedeutung zu. Ein weit verbreitetes Verfahren ist das Schleifen von Oberflächen. Bei diesem Fertigungsverfahren treten oft unerwünschte Begleiterscheinungen auf, die eine maßgebliche Auswirkung auf die Qualität des Endproduktes haben. Zu diesen Erscheinungen zählen periodische, topographische Strukturen z.B. auf der Metalloberfläche, welche „Rattermarken“ oder auch Schleifmarken genannt werden. Diese sind mit freiem Auge zu sehen und konnten erstmals mittels optischer Sensoren sowohl als Rauheitsänderung als auch als wellige Höhenänderung nachgewiesen werden. Zur Identifikation wurde dabei eine eigene Filtermethode, basierend auf der Weiterentwicklung von Wavelets, eingesetzt. Die so
gewonnenen Erkenntnisse über die speziellen Oberflächeneffekte dienen zur Untersuchung der Ursachen von Rattermarken als auch als Ausgangsbasis für die Optimierung des Produktionsprozesses und somit zur Steigerung der Qualität der fertigen Produkte.
Um die zeitliche Veränderung der Oberflächentopographie, die infolge von Verschleißerscheinungen im Kontakt zwischen zwei Reibpartnern auftreten kann, in ausreichend kleinen Schritten darzustellen, ist der Einsatz eines numerischen Verfahrens notwendig. Im Bereich der Mikro- und Makroskala werden heute am häufigsten Programme auf Basis von FEM (Finite Element Method) und BEM (Boundary Element Method) verwendet. Eine Kombination zwischen FEM und BEM
ermöglicht einen detaillierten und schnellen Einblick in die Kontaktzone von rauen Kontakten im 0m-Bereich. Im Rahmen der Forschungsarbeiten ist es gelungen, den Kontakt zwischen rauen Oberflächen und auch die zustande kommenden Verschleißerscheinungen mittels einer neu entwickelten Verknüpfung der FEM- und BEM-Methode zu simulieren, kontinuierlich darzustellen und auszuwerten. Die damit ermittelten Kenngrößen sind in für die Auslegung von Tribosystemkomponenten in der biomedizinischen Technik (z.B. künstliche Hüftgelenke) und der Automobilindustrie zur Anwendung gekommen.
2011
In ölgeschmierten Anlagen ist die Kenntnis des aktuellen Ölzustands wesentlich, um auf den „Gesundheitszustand“ der Anlagen schließen zu können. Ölsensoren, die den Ölzustand laufend anzeigen, sind somit ein wesentlicher Beitrag zur Betriebszuverlässigkeit. Aus ökonomischen und ökologischen Gründen soll ein Ölwechsel dann und erst dann durchgeführt werden, wenn das Öl seine Aufgaben nicht mehr erfüllen kann. Im Rahmen der strategischen Forschung wurde ein Ölsensorsystem entwickelt, das neben üblichen Größen, wie Temperatur und Leitfähigkeit, auch die Ölkorrosivität messen kann. Dadurch ist es erstmals gelungen, die Ölkorrosivität bzw. Ölversäuerung auch abseits des Labors – direkt in der beetreffenden Anlage – zu erfassen. Die Anwendungsgebiete für dieses Ölsensorsystem sind breit und dort zu finden, wo die Ölversäuerung ein wichtiges Ölwechselkriterium darstellt, z.B. in stationären Biogasmotoren.
Das Sinterbrechersystem im Hochofenbetrieb der Voestalpine Stahl Linz ist hohen Verschleißbeanspruchungen (Stöße, hohe Temperaturen) ausgesetzt. Werkstoffbasierende und designbezogene tribosystematische Optimierungen wurden erarbeitet und im Sinterbrechersystem implementiert.
Durch diese Maßnahmen konnte die Standzeit des Sinterbrechersystems der Vöstalpine Stahl versechsfacht werden. Die Instandhaltungskosten pro Jahr der optimierten Komponenten konnten dadurch um 80% gesenkt werden. Die Netto- Ersparnis der neuen Lösung beträgt 500.000 € / Jahr.
Eisenbahnzüge müssen zuverlässig gebremst werden können. Angestrebt werden eine lange Lebensdauer der Bremssysteme und niedrige Wartungskosten. Im Hinblick auf Systemoptimierung wurden technisch etablierte Bremsmaterialien analysiert. Aus diesen Erkenntnissen heraus neu entwickelte Werkstoffe für Bremsbacken wurden an tribometrisch untersucht. Die Charakterisierung der eingesetzten Materialien vor beziehungsweise nach den Tests erfolgte einerseits durch klassische metallographische Methoden und andererseits durch spezielle oberflächenanalytische Verfahren. Aus dem Vergleich des tribologischen Verhaltens der verschiedenen Werkstoffpaarungen konnten die Materialien für die weitere Optimierung selektiert werden. Mathematische Modellierungen und Computersimulationen ermöglichten den Einflusses von definierten Materialkenngrößen sowie des Bremssystem-Designs nachzubilden.
Eine große Herausforderung in der Simulation von tribologischen Prozessen besteht in deren Vielskaligkeit, d.h. tribologische Phänomene sind auf einer einzigen Längen- und Zeitskala nicht zu beschreiben und verstehen. Aus diesem Grund besteht weltweit in der Community das Bestreben, diese Skalen und die ihnen zugeordneten Simulationsmethoden zu verknüpfen. Im Rahmen einer im April 2011 publizierten Arbeit ist es Forschern der Area 4 gelungen, moleküldynamische Simulationen von Mischreibungsprozessen (solche, bei denen der Schmierstoff die Reibpartner nur noch teilweise trennt und daher direkter Festkörperkontakt auftritt) mittels der „Smooth Particle Methode“ kontinuierlich darzustellen und auszuwerten. Die dadurch zugänglich gemachten Kenngrößen erlauben den Ansatz eines neuen Reibgesetzes für Mischreibungs-systeme auf der Nanoskala.
