Alrededor de 40 participantes se reunieron en el Achat Hotel Karlsruhe City para hablar de revestimientos tribológicos por primera vez desde la pandemia de los días 17 y 18 de mayo de 2022. El acto fue organizado por la Asociación Europea de Investigación de Películas Finas e.V.
La tribología se ocupa de la descripción científica de la fricción, el desgaste y la lubricación de superficies recubiertas o no recubiertas en movimiento relativo entre sí. Los efectos de las propiedades tribológicas en los sistemas técnicamente utilizables y las posibilidades de su optimización son cuestiones clave en este campo de trabajo. La tribología es un tema de creciente importancia económica y adquiere cada vez más relevancia en combinación con los temas de la sostenibilidad y los recursos finitos. Una mayor vida útil y funcionalidad de los sistemas gracias a una protección óptima contra el desgaste de los componentes permite prolongar la vida útil de los sistemas y, por tanto, reducir los requisitos de producción de los materiales, la energía y la mano de obra necesarios. El aumento de la vida útil del producto resultante de la reducción del desgaste también permite un aumento de la eficiencia de los recursos y, por lo tanto, contribuye significativamente a alcanzar los objetivos de sostenibilidad social. El taller ofreció una visión general de la investigación y el desarrollo actuales y previstos en el campo de la tribología en el contexto de la sostenibilidad. A continuación se presentan brevemente algunas de las ponencias. Si está interesado en contribuciones individuales, póngase en contacto con la EFDS(www.efds.org) o con los ponentes directamente.
Las pausas ofrecieron espacio para contactos y debates (Foto: Su)El Dr. Matthias Woydt, del Matrilub de Berlín, inició el programa de conferencias con la "Importancia de la tribología para la protección del clima y la sostenibilidad" y respaldó esta afirmación con ejemplos y cifras. Las emisiones de gases de efecto invernadero pueden reducirse durante la fase de utilización reduciendo la fricción y garantizando una larga vida útil. A ello contribuyen la tribología y la lubricación, ambos enfoques basados en la tecnología para reducir el dióxido de carbono y los gases de efecto invernadero. De este modo, la reducción de la fricción se convierte en una herramienta de planificación estratégica para los productos y debería tenerse en cuenta en el comercio de emisiones y la asignación decertificados de CO2 en el futuro.
"Recubrimientos de carbono amorfo tetraédrico y sus diversas propiedades tribológicas" - El Dr. Stefan Makowski, del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Materiales y Haces de Dresde, ofreció en su presentación información sobre las propiedades y el uso de los recubrimientos de ta-C para aplicaciones tribológicas. Estos revestimientos presentan una baja fricción y un desgaste reducido, aunque la fricción depende en gran medida de las condiciones ambientales (agua, humedad, vacío). Un recubrimiento de una sola cara suele ser suficiente para un comportamiento tribológico óptimo. Entre los nuevos conceptos figuran también la lubricación con aceite vegetal, que fomenta la sostenibilidad y la protección del medio ambiente, y la superlubricación, actualmente en fase de desarrollo, que puede dar lugar a valores de fricción extremadamente bajos y, por tanto, a un elevado ahorro de energía.
En el artículo "Application-oriented evaluation of efficiency-enhancing carbon coatings on compression rings using a real stroke tribometer", Björn Michelberger, Steinbeis Transferzentrum WKKS GmbH, Friedrichshafen, pudo demostrar que es posible transferir los valores medidos para la fricción en estado sólido del tribómetro de carrera real a un banco de pruebas monocilíndrico. Este efecto se demostró mediante la reducción de la fricción y el desgaste utilizando un revestimiento de a-C. También se demostró que la topografía y el contorno contribuyen decisivamente a las interacciones fluido-dinámicas.
"Láminas lubricantes sólidas de alto rendimiento basadas en materiales 2D - La sostenibilidad y la eficiencia de los recursos sí importan en el siglo XXI" - El Dr.-Ing. Carsten Gachot, de la Universidad Técnica de Viena, presentó en su ponencia un nuevo e interesante grupo de lubricantes secos. Algunas de las llamadas "fases MAX" (MXenos, carburos metálicos 2D, carbonitruros o nitruros de elementos de transición) muestran una extraordinaria resistencia al desgaste y son idóneas para la superlubricación. Su amplia gama estructural y química permite un diseño de recubrimiento/interfaz a medida para optimizar las propiedades tribológicas.
Get Together at Badisch Brauhaus (Foto: EFDS)"Utilización de recubrimientos tribológicos sensoriales en contactos de rodadura sometidos a fricción mixta" - Stephan Emmrich, Universidad Otto von Guericke de Magdeburgo, comenzó explicando el problema de la tensión de fricción mixta utilizando engranajes como ejemplo. Parámetros como la presión, la temperatura y la altura de la ranura de lubricación son cruciales para el diseño seguro y eficiente de los elementos de las máquinas. Además, numerosos sistemas tribológicos atraviesan constantemente la zona de fricción mixta, lo que dificulta las mediciones exactas. Emmrich presentó varios sistemas de sensores de película fina para medir la temperatura (efecto termorresistivo), la presión (sección transversal del conductor, efecto piezorresistivo) y la altura de la ranura de lubricación (medición capacitiva de la distancia). Los materiales utilizados para los sensores son cromo, platino, titanio o níquel/cromo. El plan consiste en ampliar el sensor de temperatura existente para medir simultáneamente la temperatura, la presión y la altura de la ranura de lubricación, y demostrar la funcionalidad de este sistema de sensores para el contacto entre el flanco del diente y el elemento rodante y la pista de rodadura. La monitorización del estado durante el funcionamiento debería prolongar los intervalos de mantenimiento y reducir los tiempos de inactividad de las máquinas, lo que redundaría en una mayor sostenibilidad.
En su presentación "Recubrimientos para aplicaciones de energía eólica", el Dr. Serge Kursawe, de Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach, pudo demostrar la contribución que los recubrimientos de la Schaeffler Coating Toolbox pueden aportar a los componentes de los aerogeneradores. La gama abarca desde los rodamientos del eje principal (Trinodur C, Durotect B, Sensotect) hasta el alojamiento del rodamiento (Durotect B), el generador (Insultect A) y el paso de pala (Corrotect H, HP). El conferenciante habló del efecto de los distintos revestimientos utilizando ejemplos.
"El Dr. Bernhard Blug, del Instituto Fraunhofer de Mecánica de Materiales IWM de Friburgo, demostró en su ponencia que la mejora de la tecnología de sistemas permite la deposición de revestimientos muy finos y densos. La estructuración también permite lograr coeficientes de fricción más bajos y, en algunos casos, vidas útiles considerablemente más largas. El resultado es un elevado potencial de ahorro de energía en diversos ámbitos de aplicación. Por ejemplo, las capas de baja fricción en el cultivo del suelo pueden reducir considerablemente la emisiónde cantidadesextremadamente elevadasde CO2. Las capas de barrera al hidrógeno en combinación con capas tribológicas permiten un funcionamiento seguro de la economía del hidrógeno, lo que es importante para la transición energética. También se espera un elevado potencial de ahorro de los lubricantes alternativos, desde la fricción ultrabaja hasta la superlubricación.
El taller concluyó con la presentación del grupo de trabajo GfT Young Tribologists. Jennifer Eickworth, investigadora asociada del Fraunhofer IWM y ponente en la plataforma de investigación TriboInnovation, así como actual responsable del grupo de trabajo de jóvenes tribólogos de la Gesellschaft für Tribologie e.V., ofreció información sobre los objetivos, la organización y los eventos del grupo de trabajo. Sus miembros desean ofrecer a la generación más joven una plataforma para el intercambio de experiencias y conocimientos en el campo de la tribología en un ambiente relajado y amistoso.
