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Oberflächenfunktionalisierung

Oberflächenbearbeitung GGB führt tribologische Polymerbeschichtungen ein

Redakteur: Ute Drescher

Mit einer neuen Produktlinie tribologischer Beschichtungen denkt GGB weit über traditionelle Lagerlösungen hinaus - und schafft Anwendern einen Mehrwert.

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Mehr als nur Gleitlager: GGB Ingenieure führen neue Technologien ein, um moderne tribologische Lösungen in einer sich wandelnden Welt bereitzustellen.
Mehr als nur Gleitlager: GGB Ingenieure führen neue Technologien ein, um moderne tribologische Lösungen in einer sich wandelnden Welt bereitzustellen.
(Bild: Science Photo Library/GGB)

Die Industrie ist immer im Wandel, immer im Wachstum, immer in Bewegung. Um mit den Veränderungen Schritt zu halten, müssen auch Komponentenzulieferer Wege finden, dem Bedarf an bahnbrechenden Lösungen nachzukommen. Dazu gehört auch die Nutzung reibungs- und verschleißoptimierter Werkstoffe.

Polymerbeschichtungen werden heute vielfach als Korrosionsschutz für verschiedene Bauteile eingesetzt. Doch sie haben darüber hinaus das Potential, die Bauteilgestaltung zu revolutionieren und somit Innovationen in der Industrie voranzutreiben. Über den reinen Korrosionsschutz hinaus können Polymerbeschichtungen für einen leichtgängigen und geräuschlosen Betrieb sowie eine reibungsarme Bewegung zwischen zwei interagierenden Oberflächen in relativer Bewegung sorgen.

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GGB verlagert den Schwerpunkt

Basierend auf der langjährigen Erfahrung in der Gleitlagertechnik – eingeläutet von der Einführung des DU-Metall-Polymer-Gleitlager-Materials vor mehr als 60 Jahren – bietet GGB nun Lösungen für die Oberflächentechnik.

Um auf eine Welt neuer technischer Herausforderungen und Möglichkeiten zu reagieren, denkt das Unternehmen über traditionelle Lagerlösungen hinaus. Diese neue Initiative soll den Übergang ebnen hin zu einem Unternehmen, das mehr als nur ein Teilelieferant oder -hersteller ist. Stattdessen sollen die Interessen der Kunden noch stärker in den Fokus rücken, um ihnen einen Mehrwert zu bieten.

GGB kennt den globalen Maschinenbaumarkt und hat in den vergangenen Jahren viele Erfahrungen bei technischen Anwendungen in den verschiedensten Industrien gesammelt. Darüber hinaus hat das Unternehmen Kompetenzen in den Bereichen Tribologie, Polymerwissenschaft und jetzt auch Beschichtungsrezepturen- und applikation aufgebaut. Vor diesem Hintergrund versteht GGB sich als Lösungsanbieter für den industriellen Fortschritt – ungeachtet von Form und Material.

Beschichtung individuell auslegen

Die neue Ausrichtung von GGB – tribologische Systeme ganzheitlich zu optimieren – zeigt sich in der neuen Produktlinie tribologischer Polymerbeschichtungen Triboshield. Diese neue Reihe tribologischer Beschichtungen umfasst sieben Standardrezepturen, die das gesamte Spektrum mechanischer, thermischer und chemischer Möglichkeiten abdecken, die polymere Werkstoffe heutzutage bieten. Unternehmenseigene Rezepturen, basierend auf den jeweiligen Anwendungsanforderungen, ermöglichen es darüber hinaus eine nahezu unbegrenzte Vielfalt kundenspezifischer Beschichtungsvarianten rasch zu entwickeln.

Im Vergleich zu anderen Arten tribologischer Lösungen bieten die neuen Beschichtungen den Vorteil der Geometriefreiheit bei Gleitflächen. Da sich nahezu jede Form oder Oberfläche beschichten lässt, kann man in der Konstruktion über die herkömmlichen Möglichkeiten zylindrischer Buchsen hinausgehen und Lösungen präsentieren, die die Gesamtkonstruktion vereinfachen oder die Anzahl der Komponenten in einer Baugruppe reduzieren. Darüber hinaus bieten Beschichtungen die Möglichkeit, auf eine kostenintensive Endbearbeitung zu verzichten und lassen zudem auch den Einsatz einfacherer Metalle und Legierungen zu.

Ein Konstrukteur, der mit dem GGB-Team an der Entwicklung eines motorisierten tragbaren Geräts gearbeitet hat, erinnert sich: „In meinem Fall war GGB ein phantastisches Teammitglied bei der Produktentwicklung.“ Das gemeinsame Erarbeiten der Lösung, den Reibungskoeffizienten zu reduzieren, sei „der Dreh-und Angelpunkt gewesen, um dieses Projekt über die Ziellinie zu bringen. Es war, als hätte ich Tribologie-Experten in meinem Team, die genau wissen, worum es geht, und dann Einblicke in die eigentlichen Lösungen geben.“

Tribologie-Experten ins Team geholt

Tatsächlich konnte durch die Zusammenarbeit mit dem GGB-Team die Drehzahl des Kunden-Prototypen von 600 min-1 auf 1700 min-1 erhöht werden. Die Lösung bot darüber hinaus Stabilität „in einem Bereich mit sehr vielen Unwägbarkeiten.“

Obwohl die neuen Beschichtungen bei geringer Belastung und niedrigen Drehzahlen den besten Wirkungsgrad erzielen, sind die Anwendungsmöglichkeiten für diese Technologie breit gefächert. Besonders interessant sind sie dort, wo neben Korrosionsschutz oder Chemikalienbeständigkeit auch ein tribologischer Leistungsaspekt erwünscht ist, beispielsweise bei Pumpen, Kompressoren, Magneten oder Ventilen. Tribologische Beschichtungen ermöglichen auch eine partikelfreie Anwendung, um die strengen Sauberkeitsanforderungen zu erfüllen. Einige sind FDA-konform und für den Einsatz in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie geeignet.

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Tribologie – keine triviale Nebensache

Tribologie ist die Lehre von Verschleiß, Reibung und Schmierung von Oberflächen. Sie befasst sich damit, wie Oberflächen und andere Tribo-Elemente in Relativbewegung in natürlichen und künstlichen Systemen zusammenwirken. Die Tribologie ist keine isolierte Wissenschaft, sondern vielmehr ein komplexes, fachübergreifendes Vorhaben, bei dem Fortschritte durch gemeinsame Anstrengungen von Forschern erzielt werden, die aus Bereichen zusammenkommen wie: Maschinenbau, Fertigung, Werkstoffkunde, Chemie, Chemieingenieurwesen, Physik, Mathematik, Biomedizin, Biomedizintechnik oder Computerwissenschaften. Die größte Herausforderung besteht darin, dass sich Reibungs- und Verschleißwerte nicht einfach von einem System zum anderen übertragen lassen. Das tribologische Verhalten von Werkstoffen lässt sich für spezifische Anwendungen nur anhand von Modell- und Simulationstest abschätzen, wenn die spezifischen Betriebsbedingungen der Anwendung mit den Prüfbedingungen übereinstimmen.

Auch wenn Komponentenhersteller derzeit noch andere Optionen zur tribologischen Polymerbeschichtung haben, kann dies zu längeren Vorlaufzeiten führen, weil ein spezieller Beschichter gefunden werden muss, der die Beschichtung in der Produktion aufbringt. Zudem fehlt vielen dieser Unternehmen das umfassende tribologische Know-how und die Erfahrung in industriellen Anwendungen, über das GGB verfügt und seine Kunden somit vor Konstruktionsfehlern bewahren kann. GGB ist derzeit der Anbieter von Komplettlösungen für tribologische Beschichtungen, der das gesamte Spektrum von Werkstoffkunde, Rezeptur, Tribologie-Kompetenz, Beschichtungsaufbringung und Anwendungswissen abdeckt – ob bei Klein- oder Großserien.

Lösung schon in der Produktplanung

Bei jedem Projekt kommt es entscheidend darauf an, die tribologischen Anforderungen so früh wie möglich im Systementwicklungsprozess zu berücksichtigen, um die optimale Leistungsfähigkeit zu gewährleisten. So können Unternehmen die geometrische Form der Bauteile optimal nutzen, die Anzahl der Komponenten minimieren und die Produktlebensdauer maximieren. GGB beschäftigt ein globales Team aus Anwendungstechnikern und Werkstoffwissenschaftlern, die in der Frühphase der Produktplanung helfen, die richtige tribologische Lösung zu finden, um bei der endgültigen Baugruppe die gewünschten Optimierungen hinsichtlich Größe, Gewicht, Wirkungsgrad und Leistung umzusetzen.

Im Zuge des sich ständig weiter entwickelnden Industriedesigns bieten tribologische Polymerbeschichtungen Herstellern die Möglichkeit, einen Spitzenplatz unter den Mitbewerbern einzunehmen. (ud)

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