Reibung, Verschleiß und Korrosion zählen zu den größten versteckten Kostentreibern in der Industrie. Sie verkürzen die Lebensdauer von Maschinen, Werkzeugen und Bauteilen und verursachen Jahr für Jahr Schäden in Milliardenhöhe. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig arbeiten deshalb an Lösungen, die technische Systeme widerstandsfähiger, langlebiger und nachhaltiger machen. Im Mittelpunkt stehen Oberflächen und Beschichtungen, die gezielt auf die jeweilige Anwendung der Kunden und Partner abgestimmt werden.

Dabei betrachten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nicht nur einzelne Bauteile, sondern das gesamte Tribosystem, d.h. das Zusammenspiel von Werkstoffen, Oberflächen, Belastungen und Bewegungen z.B. in Maschinen. »Mit unseren Verfahren der Schicht- und Oberflächentechnik können wir erreichen, dass Verschleiß und Korrosion reduziert, der Bedarf an Schmierstoffen gesenkt und die Leistungsfähigkeit technischer Komponenten erhöht werden«, erklärt Dr.-Ing. Jochen Brand, Abteilungsleiter Tribologie, Korrosion und Sensorik am Fraunhofer IST. »Umfangreiche Prüfverfahren helfen dabei, die jeweils optimale Lösung für den Praxiseinsatz bei unseren Kunden aus der Industrie zu entwickeln.«

Ein aktuelles Beispiel sind boridische Hochleistungsschichten, an denen das Fraunhofer IST intensiv forscht. Sie schützen Werkzeuge und Bauteile vor hohen Temperaturen, starker Reibung und aggressiven Umgebungsbedingungen und verlängern dadurch deren Lebens­dauer deutlich. Mit einer erweiterten Forschungsinfrastruktur kann das Institut inzwischen die komplette Prozesskette – von der Oberflächenbehandlung über die Beschichtung bis hin zu praxisnahen Belastungstests – an seinem Hauptstandort in Braunschweig abbilden.

Neben dem Schutz von Oberflächen spielt auch die Sensorik eine wichtige Rolle. Dünne Funktionsschichten können z.B. Temperatur und Verschleiß direkt im Betrieb in der Hauptbelastungszone erfassen. Die gewonnenen Daten ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung von Maschinen und Werkzeugen. Wartungen lassen sich dadurch besser planen und ungeplante Ausfälle vermeiden. Das erhöht nicht nur die Wirtschaftlichkeit von Produktionsprozessen, sondern trägt auch zu mehr Sicherheit und Nachhaltigkeit bei.

Neben anwendungsspezifischen Tribosystem- und Sensorlösungen für unterschiedliche Branchen, entwickelt das Fraunhofer IST in Abhängigkeit vom Bedarf der jeweiligen Kunden auch wirtschaftliche, flexible Produktionssysteme, um eine schnelle serientaugliche Umsetzung zu ermöglichen.