Laserbasierte Oberflächenoptimierung

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt entwickeln Wissenschaftler*innen des ACR-Instituts V-Research und der Technischen Universität Riga innovative lasertexturierte Oberflächen, um den Reibungskoeffizienten von Eis zu verringern. Die ersten Versuchsergebnisse aus dem Dornbirner Tribologie-Labor sind äußerst vielversprechend.

Der Reibungskoeffizient von Eis entscheidet über sportliche Erfolge ebenso wie industrielle Anwendungen, wächst doch mit steigendem Widerstand auch der Energiebedarf. Dabei wird die Eisreibung von einer Vielzahl an Parametern beeinflusst, die miteinander interagieren und damit selbst erfahrenen Tribolog*innen einiges abverlangen. In einem richtungsweisenden Forschungsprojekt untersucht das ACR-Institut V-Research nun gemeinsam mit Wissenschaftler*innen der Technischen Universität Riga, wie Edelstahloberflächen modifiziert werden können, um ihr Reibungsverhalten zu optimieren.

Zwei Forscher vor einem Computer-Bildschirm bei der Materialanalyse
Laborgerät

Als umweltfreundliche Alternative zu chemischen Schmiermitteln machen sich die Forscher*innen hochmoderne Lasertechnologie zunutze und erste Versuchsergebnisse geben ihnen recht. So überzeugen die lasertexturierten Proben über verschiedene Testbedingungen hinweg durch ihre hohe Stabilität. Die Durchführung der tribologischen Experimente auf Eis erfolgt in den Laboren von V-Research in Dornbirn, wo sich durch eine einzigartige Reibungsprüfanlage selbst die Auswirkungen kleiner Oberflächenveränderungen hochpräzise bestimmen lassen. Aufnahmen mit einer hochauflösenden Wärmebildkamera ermöglichen es parallel dazu, die Gleitfähigkeit auf Schnee und Eis besser zu verstehen und entsprechende Rechenmodelle zu verbessern.

Die nahezu konstanten tribologischen Eigenschaften der lasertexturierten Proben geben Grund zur Hoffnung, dass Oberflächen zukünftig je nach Anwendungsbereich optimal strukturiert werden können. Mit Blick auf die Klimaziele dürfte das gerade für nordische Länder einen echten Meilenstein bedeuten. Zwar lässt sich der Energieverbrauch durch Vereisung auch mithilfe chemischer Schmiermittel reduzieren, diese bergen aber erhebliche Risiken für die Umwelt. Mit dem Projekt setzen V-Research und das Institut für Maschinenbau und Biomedizinische Technik der Technischen Universität Riga ihre langjährige erfolgreiche Zusammenarbeit fort, die bereits zu bedeutenden Fortschritten in der Tieftemperatur-Tribologie geführt hat. Die jüngsten Forschungsergebnisse können nun auch in der renommierten Tribologie-Zeitschrift „Friction“ nachgelesen werden.