Reibungsminderung

Reibungsminderung und Verschleißminderung durch funktionale Plasmabeschichtungen

Beschichteter Radialwellendichtring mit reduzierter Reibung (FrictionPLAS)
© Fraunhofer IFAM

Beschichteter Radialwellendichtring mit reduzierter Reibung (FrictionPLAS)

Reibungs- und Verschleißminderung für Kunststoffe, Elastomere und Metalle

In vielen technischen Anwendungsbereichen aller Branchen werden reibungs- und verschleißmindernde Beschichtungen auf metallischen Werkstoffen bereits erfolgreich eingesetzt, um deren Lebensdauer zu verlängern, die Beweglichkeit aller Teile in den spezifischen Anwendungen zu erleichtern und damit eine Energieeinsparung zu ermöglichen.

Dagegen stellt der Einsatz solcher Beschichtungen auf Kunststoffen, insbesondere auf Dichtelementen aus flexiblen Elastomeren (»Gummi«), spezifische technische Ansprüche an die Beschichtung. Hierfür haben die PLATO-Wissenschaftler des Fraunhofer IFAM verschiedene plasmapolymere sowie polymerähnliche Beschichtungssysteme entwickelt, welche die unterschiedlichen Anforderungen an Flexibilität bei gleichzeitig geringer Reibung und geringem Verschleiß bei Kunststoffen und Elastomeren (FrictionPLAS) einerseits sowie Kunststoffen und Metallen (FrictionPLASblack) andererseits erfüllen.

 

Anwendungsbeispiele

Insbesondere Niederdruck-Plasmaverfahren sind für kleine und große Bauteile, wie Radialwellendichtringe, O‑Ringe, Kunststoffschienen oder metallische Bauteile (z. B. aus Aluminium, Kupfer, Titan, Stahl oder Edelstahl) aller Branchen geeignet. Die Beschichtungen sind neben statischen und dynamischen Dichtungen auch interessant für Kunststoffgelenke, Kunststoffführungsschienen, Kunststoffsteckverbindungen, Linearantriebe, Pneumatikzylinder, Hochdruckspritzen, verschraubte Pumpen- oder Filtergehäuse, Magnetventile, Tasterknöpfe, Schwenkklappen, Metallfolien für Verschleißschutzkanten, biegbare Rohre, Schneidgeräte und vieles andere mehr.

Vorteile

  • Flexibilität bleibt erhalten und damit die Dichtigkeit bei Elastomeren
  • Härte und Elastizitätsmodul der Beschichtung sind einstellbar
  • Benetzungsverhalten ist regulierbar
  • Anti-Haft-Wirkung ist realisierbar
  • Haftungsanpassung an den jeweiligen Werkstoff ist möglich
  • Hohe chemische Beständigkeit gegen Schmierstoffe
  • Hohe thermische Stabilität bis 250 °C
  • Hohe Reinheit aufgrund sehr leichten Trockenlaufs
  • Konstante Oberflächeneigenschaften bei hohen und niedrigen Temperaturen
  • Dünnschichttechnologie – Fertigungstoleranzen werden i. A. unterschritten –
  • Feinste Oberflächenstrukturen können abgebildet werden
  • Komplexe Bauteile – z. B. 3D-Geometrien – sind beschichtbar
  • Serienfähige Beschichtungsprozesse für kleine und große Bauteile ermöglichen geringe Beschichtungskosten pro Bauteil