Projekt PANTHER
Das Projekt PANTHER beschäftigt sich mit der Entwicklung nachhaltiger Additive für thermoplastische Kunststoffe, die in Reibanwendungen eingesetzt werden – z. B. in Lagerbuchsen oder Gleitführungen. Ziel ist es, die bisher häufig verwendeten PFAS-haltigen Stoffe (wie PTFE) durch umweltverträglichere Alternativen zu ersetzen.
PFAS gelten als langlebige Schadstoffe, die sich in der Umwelt und im menschlichen Körper anreichern können. Im Projekt werden daher alternative reibungsreduzierende Zusätze identifiziert und gezielt in neue Werkstoffformulierungen eingebracht. Statt eines klassischen Trial-and-Error-Verfahrens wird ein systematischer Ansatz verfolgt, um wirkungsvolle und nachhaltige Lösungen für industrielle Anwendungen zu entwickeln.
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des DATIpilot-Programms gefördert und läuft von Dezember 2024 bis Mai 2026. Die Projektleitung liegt bei Prof. Dr. Matthias Graf am Fachbereich Technik der Hochschule Emden/Leer.
Dynamische 2-Komponenten-Dichtungen aus additiver Fertigung: DFG Einzelförderung 2021-2025
Auf Offshore-Plattformen oder anderen abgelegenen Orten sollen künftig Ersatzdichtungen direkt per 3D-Druck hergestellt werden können. Ziel des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts ist es, in nur einem Fertigungsschritt zwei Kunststoffteile – ein Elastomer und ein Thermoplast – zu kombinieren und so einsatzfähige Stangendichtungen zu erzeugen.
Bisher müssen beide Komponenten separat produziert, transportiert und vor Ort montiert werden, was eine große Ersatzteilverfügbarkeit erfordert. Das neue Verfahren soll dies durch additive Fertigung am Einsatzort überflüssig machen.
Für die Entwicklung werden im Labor für Maschinendynamik komplexe Simulationen durchgeführt. Im Fokus steht der wenige Mikrometer dünne Schmierfilm zwischen Dichtung und Stange, der mittels gekoppelter Elastohydrodynamischer Simulation (EHD) berechnet wird. Dabei werden das nichtlineare elastische Verhalten der Dichtung und die Reynoldsgleichung für den Schmierfilm kombiniert.
Die Finite-Elemente-Modelle werden in Comsol mit GPU-Unterstützung gerechnet, um optimierte Geometrien zu entwickeln, die konventionell nicht herstellbar, mit 3D-Druck jedoch realisierbar sind. Projektpartner sind das Labor für Additive Fertigung der Hochschule Emden/Leer sowie das Deutsche Institut für Kautschuktechnologie e.V.
Schwingungsanalysen und FEM
Zur Sicherstellung präziser Messergebnisse bei schwingungsempfindlichen Geräten – wie z. B. einem Tribometer – führen wir umfassende Analysen zur Bestimmung der Eigenfrequenzen von Maschinen- und Laboraufbauten durch. Dabei kommen sowohl numerische Simulationsverfahren als auch experimentelle Messmethoden zum Einsatz.
Durch die Identifikation kritischer Resonanzbereiche können Betriebsfrequenzen gezielt so gewählt werden, dass störende Schwingungseinflüsse vermieden werden. Dies erhöht die Messgenauigkeit und Betriebssicherheit empfindlicher Prüf- und Messsysteme.
Dynamik und Schwingungen in Bremssystemen
Technische Bremssysteme stellen in zahlreichen Maschinen und Fahrzeugen eine etablierte Technologie zur Verzögerung oder Begrenzung von Bewegungen dar. Die Bremswirkung kommt durch die Reibung zwischen den Kontaktpartner (z.B. Bremsbelag und Bremsschreibe) zustande, und führt zu einem Temperaturanstieg. In der Praxis zeigen sich jedoch darüber hinaus zahlreiche Schwingungsphänomene in Bremssystemen, die sich als Quietschen, Knarzen oder Rubbeln äußern.
Das Labor für Maschinendynamik verfügt über Know-How und Ausstattung, um derartige Phänomene zu untersuchen.
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