Ein wichtiger Schritt nach vorn: das Forschungsfeld Tribologie
Ende September findet die 65. Fachtagung der Gesellschaft für Tribologie (GfT) statt. Seit einigen Jahren wirkt das Forschungsfeld Tribologie am Programm mit. Zum Jubiläum rekapituliert die Tribologieforschung den wichtigen Beitrag, den das Forschungsfeld Tribologie und die GfT zusammen leisten.
Die Tribologieforschung hat in den vergangenen Jahrzehnten einen erheblichen Beitrag geleistet, um den Energieverbrauch und damit die CO2-Emissionen in vielen industriellen Anwendungen zu senken. So schätzt die Wissenschaft, dass in Industrieländern Reibung und Verschleiß einen monetären, volkswirtschaftlichen Schaden zwischen ein und zwei Prozent des Bruttosozialprodukts verursachen. Zudem leiten die Tribologie-Studien der Gesellschaft für Tribologie (GfT) durch tribologische Maßnahmen mittel- bis langfristige Einsparungen von jährlichen 3,9 bis 11,3 Gigatonnen CO2eq. weltweit ab.
Durch die enge Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie konnten innovative Lösungen zur Reduktion von Reibung und Verschleiß in Maschinen entwickelt werden. Das hat die Effizienz sowie die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit von industriellen Anlagen verbessert. Auch neuartige Schmierstoffe und Beschichtungen sind erprobt und erfolgreich in die Praxis umgesetzt worden – vor allem im Maschinenbau und in der Automobilindustrie. Beispiele für die Entwicklung fortschrittlicher Schmierstoffe und Beschichtungen sind die BMWK-geförderten Forschungsprojekte PEGASUS, PEGASUS II, POSEIDON, POSEIDON II, CHEOPS3, CHEPHREN, CHEPHREN 2, Prometheus, EWARP, SuluTrib und TurboGetEff, die das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) seit 2009 mit rund 59 Millionen Euro gefördert hat.
Einen wesentlichen Anteil daran, dass die Forschung im Bereich der Tribologie so koordiniert aufeinander aufbaut, Forschungslücken weiter geschlossen werden und Ergebnisse in die Praxis gelangen, trägt das Forschungsfeld Tribologie im Forschungsnetzwerk Industrie und Gewerbe. Für die Tribologieforschung war und ist das Forschungsfeld sowie dessen enge Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Tribologie ein wichtiger Schritt nach vorn.
Netzwerk fördert den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis und stärkt Innovationskraft in Deutschland
Für einen effektiven Austausch zwischen Forschung, Politik und Wirtschaft hat das Forschungsnetzwerk Industrie und Gewerbe des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Schlüsselthemen in Forschungsfeldern gebündelt. Denn diese brauchen einen langfristigen und verlässlichen Förderrahmen für eine strategische Zusammenarbeit von Forschungsgruppen. Von Anfang an ist darunter das Forschungsfeld Tribologie: Akteurinnen und Akteure aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen tauschen sich hier zu verschiedensten tribologischen Fragestellungen aus, fokussieren die systemische Betrachtung und arbeiten an globalen Lösungen. Gemeinsam arbeiten die Forschenden daran, Reibung und Verschleiß zu reduzieren und die Effizienz und Lebensdauer von Maschinen zu steigern.
Auch die GfT fördert den Wissensaustausch auf diesem Gebiet und unterstützt die Tribologieforschung – zum Beispiel durch Konferenzen, Publikationen und Workshops. Seit vielen Jahren hat sich auf der GfT Tribologie-Fachtagung eine Sondersession zum Forschungsfeld Tribologie etabliert. In dieser stellen Forschende, Expertinnen und Experten Ihre Ergebnisse vor und ermöglichen so einen Einblick in neueste Entwicklungen, Herausforderungen und Lösungswege. Dieser Austausch ist insbesondere für den Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis sowie auch das Erkennen von tribologischen Herausforderungen wichtig. Eine solche Kooperation steht in der BMWK-Energieforschung für erfolgreiche Synergien.
Tribologieforschung ist interdisziplinär
Tribologie ist eine Querschnitttechnologie: Die disziplinübergreifende Zusammenarbeit des Forschungsfelds Tribologie und der GfT sowie der Austausch mit anderen Forschungsfeldern im Forschungsnetzwerk Industrie und Gewerbe ist ein wichtiger Baustein, um exzellente und praxisnahe Forschungsergebnisse zu erzielen und Deutschlands Position im internationalen Wettbewerb zu stärken. Der Wissenstransfer sowie das Bündeln von Ressourcen und Expertisen im Bereich Tribologie ermöglichen wegweisende Forschungsprojekte und technologische Durchbrüche.
Angefangen hat die Arbeit im Forschungsfeld Tribologie mit der Entwicklung gleitfähiger und verschleißfester Beschichtungen sowie leistungsfähiger Schmierstoffe für Motorenbauteile im Forschungsprojekt PEGASUS. Das erworbene Tribologieverständnis haben die Forschenden innerhalb der vergangenen mehr als zehn Jahre auf andere Anwendungen ausgeweitet: im Forschungsprojekt POSEIDON haben sie sich etwa mit korrosions- und verschleißfesten Oberflächen für Wälzlager unter korrosiven Umgebungsbedingungen beschäftigt. Der Fokus im Forschungsprojekt CHEOPS³ lag auf diamantähnlichen und triboaktiven Beschichtungen sowie Fest- und Spezialschmierstoffen, die eine Minimalmengen- oder Trockenschmierung möglich machen. Im Forschungsprojekt PROMETHEUS haben sich die Forschenden auf das Zusammenspiel der Beschichtung mit viskositätsreduzierten Schmierstoffen konzentriert. Kunststoffe und wasserhaltige Schmierstoffe, die im Leichtbau angewendet werden können, sowie die Supraschmierung in elektrifizierten Antriebssträngen und Industrieanwendungen waren und sind Thema im Forschungsprojekt CHEPHREN. Die große Bandbreite an Projektthemen zeigt, dass durch die fokussierte Forschung im Forschungsfeld Tribologie eine breite Anwendungsperspektive geschaffen wurde: vom verbrennungsmotorischen über elektrifizierte Antriebsstränge bis hin zu fluidgeschmierten Pumpen, speziellen Kettenantrieben sowie Getrieben und Energieanlagen haben die Forschenden viele Anwendungen adressiert und Lösungen entwickelt, die sowohl in der Industrie als auch im Verkehrssektor die Energieeffizienz bedeutend steigern können.
Mission Transfer gelungen: Tribologie-Forschungsergebnisse sind in der Praxis sichtbar
Die Erfolge der Forschungsförderung werden vor allem dann sichtbar, wenn die Ergebnisse aus den Projekten in der Praxis angewendet werden. Einigen der genannten Projekte ist dies bereits gelungen: so sind etwa darin entwickelte tribologisch optimierte Beschichtungs-Lösungen in der Serienfertigung von Ventiltrieben oder Kolbenringen angekommen, und auch neue, verbesserte Öle und Schmierstoffe sind bereits in größerem Maßstab im Einsatz. Durch Workshops und fachlichen Austausch sollen auch in Zukunft immer weitere Anwendungsfelder durch Übertragung der erlangten Erkenntnisse erschlossen werden, ein Beispiel sind die Wärmepumpen- und Kältetechnik. Die fokussierte Arbeit des Forschungsfeldes Tribologie, die lange Linie von Forschungsprojekten sowie die Zusammenarbeit innerhalb und über die Grenzen des Forschungsfeldes hinweg zeigen somit nachhaltige Wirkung.
Diese Umsetzung von Forschungsergebnissen in die Praxis spielt für die Energiewende eine immer wichtigere Rolle. Im 8. Energieforschungsprogramm des BMWK, welches die Programmziele in fünf Missionen formuliert, ist daher der Transfer als eigenständige Mission fest verankert.
Das Forschungsfeld Tribologie war und ist ein wichtiger Schritt nach vorn – wie auch der intensive Austausch und die Zusammenarbeit mit der GfT. Denn das gemeinsame Ziel bleibt: bislang unerforschte Bereiche in der Tribologieforschung zu identifizieren, Systeme zu optimieren, Lösungen anzuwenden und zu übertragen sowie die Querschnittswissenschaft insgesamt bekannter zu machen. Die Bedeutung der Tribologie soll weiter in verschiedenen Disziplinen hervorgehoben werden, um tribologische Herausforderungen sichtbar zu machen und ihr Potenzial für eine verbesserte Energieeffizienz zu heben.
