Das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) im Programm Biokreativ 4 mit rund 3,3 Mio. Euro geförderte Projekt ermöglicht den Aufbau einer neuen interdisziplinären Nachwuchsgruppe am IWS in Dresden. Im Mittelpunkt des Forschungsvorhabens steht die Supraschmierung, wie das Institut mitteilt. Bei diesem Zustand wird der Reibkoeffizient von 0,01 unterschritten. Das IWS erforscht Supraschmierung seit Jahren und überträgt dieses Wissen nun auf biobasierte Material- und Schmierstoffsysteme. „Bioslide verbindet unsere Supraschmierungsforschung mit der Frage nach nachhaltigen Werkstoffen“, sagt Dr. Stefan Makowski, Gruppenleiter Tribologische Systeme.
Beschichtungen eröffnen neue Werkstoffkombinationen
Ein Schwerpunkt liegt auf Beschichtungen aus tetraedrisch amorphem Kohlenstoff. Diese ta-C-Schichten gelten als Schlüssel für Supraschmierung. Mit dem am IWS entwickelten Laser-Arc-Verfahren lassen sie sich auch auf nichtleitende Substrate aufbringen und ohne mechanische Nachbearbeitung verwenden. Dadurch rücken erstmals auch biobasierte Kunststoffe, Holzfaserverbundwerkstoffe oder andere nachwachsende Materialien als tragende Elemente in Gleitsystemen in den Fokus.
Die Projektförderung des BMFTR dient dem Aufbau einer eigenständigen Forschungsgruppe am Fraunhofer IWS. Über eine Laufzeit von vier Jahren arbeiten Wissenschaftler und technisches Personal an der Frage, wie sich tribologische Systeme künftig ressourcenschonender gestalten lassen. Dazu hat das Institut die Gruppe „Tribologische Systeme“ unter der Leitung von Makowski etabliert. Neben der wissenschaftlichen Qualifizierung finanziert das Projekt zwei Promotionsstellen. Ein Beratungsteam aus Unternehmen und internationalen Mentoren unterstützt die Gruppe.
Prüfstände schaffen industrielle Anschlussfähigkeit
Die neue Gruppe bündelt Infrastruktur für tribologische Untersuchungen. Tribometer erfassen extrem niedrige Reibwerte präzise und reproduzierbar. Ein Lagerprüfstand misst Reibung und Verschleiß im Gleitlager. Ergänzende Analysen von Werkstoffen, Schichten und Schmierstoffen ermöglichen ein umfassendes Verständnis der Grenzflächenprozesse. Diese Ausstattung erlaubt es, neue Konzepte realitätsnah zu bewerten und in Richtung Anwendung zu entwickeln.
„Mit Bioslide bauen wir eine Kompetenz auf, die Grundlagenforschung und industrielle Fragestellungen verbindet“, unterstreicht Prof. Christoph Leyens, Institutsleiter des Fraunhofer IWS. „Die Förderung ermöglicht es, diese Themen strukturiert und über mehrere Jahre hinweg zu bearbeiten.“
Neben der wissenschaftlichen Arbeit steht die industrielle Anschlussfähigkeit im Fokus. Das Forschungsprojekt Bioslide adressiert insbesondere den Maschinen- und Anlagenbau sowie Anwendungen mit hohen Anforderungen an Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Umweltverträglichkeit.
Gleitlager zählen zu den häufigsten Funktionselementen im Maschinen- und Anlagenbau und definieren maßgeblich den Energiebedarf ganzer Maschinen. Heute bestehen die Gleitelemente oft aus Stahl, Bronze oder technischen Kunststoffen und arbeiten mit mineralölbasierten Schmierstoffen. Bioslide verfolgt einen alternativen Ansatz: Nachwachsende Rohstoffe sollen etablierte Materialien ersetzen und gleichzeitig neue tribologische Leistungsreserven erschließen.