Kunststoffe kommen oft in der Industrie zum Einsatz, beispielsweise bei Lagern aller Art, die etwa in Produktionsmaschinen oder Fahrzeugen Verwendung finden. „Hier ist er oftmals besser als Metall“, sagt Doktorand Nicholas Ecke, der am Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) die Eigenschaften des Materials erforscht. „Wir untersuchen, wie sich Reibung, Verschleiß und Schmierung darauf auswirken und wie sich die Lebensdauer erhöhen lässt.“
Füllstoffe für diverse Eigenschaften
Die Kaiserslauterer Ingenieure stellen eigene Kunststoffe her und arbeiten daran, sie resistenter gegenüber Reibung und Verschleiß zu machen. „Sie bestehen aus Polymeren, die wir mit bestimmten Füllstoffen versehen“, so Ecke weiter. Das Besondere dabei: Die Forscher verändern die Eigenschaften des Kunststoffs – maßgeschneidert für die jeweilige Anwendung. „Kohlenstofffasern helfen etwa, das Material zu verstärken und den Abrieb zu verringern“, sagt der Ingenieur weiter. Aber auch andere Stoffe werden verwendet: Beispielsweise winzige keramische Partikel, die sich positiv auf das Reibungsverhalten auswirken und den Verschleiß senken. Auch an so genannten reaktiven Kunststoffen arbeiten die Forscher. „In ihnen bauen wir verschiedene Materialien ein, die zum Beispiel freigesetzt werden, wenn sich die Temperatur erhöht“, erklärt Ecke. „Etwa Wasserdampf, der ähnlich wie ein Luftkissenboot fungiert und die Reibung senkt.“ Darüber hinaus können die Wissenschaftler verschiedene Füllstoffe in unterschiedlichen Größen kombinieren.
Den Verschleiß messen
In ihren Laboren untersuchen die Forscher um Ecke und seinen Kollegen, den Laboringenieur Dong Hoa Vu, wie es um die Eigenschaften ihrer selbstproduzierten Kunststoffe bestellt ist. Eine ihrer Prüfmaschinen ist das Stift-Scheibe-Tribometer, auch Pin-on-disc genannt. „Damit stellen wir unterschiedliche Bedingungen nach, denen Bauteile im laufenden Betrieb ausgesetzt sind“, sagt der Ingenieur. „Die Messewerte helfen uns, zu sehen, wie sich der Kunststoff verhält.“
Auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April stellen die Forscher ihre Kunststoffe und ihr Prüfsystem am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz, in Halle 2, an Stand B40 vor.
