Auswahl und Optimierung von Kunststoffen für tribologisch beanspruchte Systeme

Rolf Künkel

Tribologische Systeme sind durch die Vielzahl der Einflussparameter sehr komplex und stellen den Konstrukteur bei der geeigneten Materialauswahl für den jeweiligen Anwendungsfall vor zahlreiche Probleme.
Anhand von systematischen Untersuchungen im Modellsystem Stift-Scheibe werden die Zusammenhänge zwischen Werkstoff (Zusammensetzung, Verarbeitung, Struktur, Eigenschaften), Beanspruchung, Umgebungsbedingungen und den tribologischen Systemeigenschaften dargestellt und mit ergänzenden Untersuchungen (Mikroskopie, Thermoanalyse und mechanischen Untersuchungen) korreliert.
Aufbauend auf diesen Untersuchungen kann eine gezielte Materialauswahl unter Berücksichtigung des jeweiligen tribologischen Systems durch den Konstrukteur erfolgen.
Da bei Maschinenelementen der Einfluss der Oberflächentemperatur eine zentrale Rolle für die Auswahl des geeigneten Matrixwerkstoffs (technische Thermoplaste, Hochtemperaturthermoplaste) einnimmt, wird anhand von mathematischen Berechnungen und Messungen die Übertragbarkeit der Ergebnisse aus dem Modellversuch Stift-Scheibe auf das Bauteilsystem Lager-Welle gezeigt.