Aandrijvingen, rollagers, werktuigen en hydraulische pompen in machines moeten gesmeerd lopen. Bij de Rheinland-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) in Aken lopen de machines voorbeeldig. Ze worden niet met de gebruikelijke minerale oliesoorten gesmeerd, maar met een nieuw ontwikkelde milieuvriendelijke plantaardige olie
Het grootste deel van de gebruikte smeeroliesoorten is gebaseerd op minerale olie, waarbij 80% bestaat uit basisolie en de rest uit additieven. Deze samenstelling is niet milieuvriendelijk en kan zelfs giftig zijn. Als deze smeermiddelen in het milieu belanden, kan dit een ecologisch gevaar opleveren. Bij de dagelijkse omgang met machines komt de mens voortdurend in contact met smeermiddelen. Nu bestaan er smeermiddelen, die veel milieuvriendelijker en minder schadelijk zijn voor mens en natuur.
In het kader van ‘Sonderforschungsbereich 442’ (SFB 442) – Milieuvriendelijke tribosystemen door geschikte materiaallegeringen en hulpstoffen zoals bij de machines’ ontwikkelde de RWTH in een twaalfjarig multidisciplinair werkverband plantaardige vloeistoffen. In combinatie met een speciale coating van de afzonderlijke machineonderdelen kunnen deze smeermiddelen in de toekomst de oude smeermiddelen vervangen.
Vloeistoffen en coatingsDe nieuw ontwikkelde coatings die in het systeem worden gebruikt, nemen smeer- en beschermingseigenschappen over van de op minerale olie en additieven gebaseerde smeermiddelen. Tegelijkertijd moeten ze biologisch goed afbreekbaar zijn en ecologisch geen schade veroorzaken. Er worden synthetische esters gebruikt die niet toxisch zijn. In combinatie met coatings op rollagers, zuigers en tandwielen ontstaan gunstige smeer- en slijtagecondities.
De voordelen van de nieuwe stoffen en materialen hebben allereerst economische en ecologische gevolgen, want er kan worden bespaard op basismateriaal. Bovendien wordt duidelijk dat slijtageverschijnselen bij het gebruik van de nieuwe materialen in machines en onderdelen geringer zijn en de machines langer kunnen worden gebruikt. Ook is de productietijd korter en daardoor efficiënter, wat de hogere productiekosten van de coatings weer compenseert.
Multidisciplinair onderzoekHet basisonderzoek, dat twaalf jaar geleden begon, startte met de ontwikkeling van nieuwe synthetische esters en coatings. De biologisch afbreekbare smeermiddelen werden ontwikkeld door RWTH-onderzoekers in het Institut für Technische und Macromoleculare Chemie (ITMC). De schadelijkheid en afbreekbaarheid werden onderzocht door het Institut für Hygiene und Umweltmedizin (IHU). Biologen en voedingsmiddelentechnologen bewezen de milieuvriendelijke eigenschappen van de nieuw ontwikkelde vloeistoffen en toonden aan dat deze geen invloed hebben op de menselijke cellen.
De materiaaldeskundigen van het Institut für Oberflächentechnik (IOT) onderzochten de nieuwe coatings en de applicaties. De gecoate onderdelen zoals tandwielen, rollagers en zuigers werden getest in het Institut für fluidtechnische Antriebe (IFAS) en het Werkzeugmaschinenlabor (WZL) en geoptimaliseerd. Hier werden de zwaarbelaste contacten in machines nagebouwd en geanalyseerd.
Hydraulisch systeemDe hydraulische pomp van een gereedschaps- en een bouwmachine draait in een beproevingshal van de IFAS compleet met synthetische esters in combinatie met gecoate lagers en zuigers. Het doel is om de nieuwe tribosystemen zonder milieubelastende toevoegingen één op één in de markt te zetten en ze voor bestaande pompen te vervangen.
Het prototype van een in serie te bouwen hydropomp, die in elke bouwmachine kan worden ingebouwd, moet eind 2010 gereed zijn. De onderzoekers gaan er van uit dat de resultaten over twee tot drie jaar voor de markt beschikbaar kunnen zijn. Geen ongegronde aanname, want een aantal bedrijven toont interesse om in het project deel te nemen aan de ontwikkeling. De resultaten uit de samenwerking worden binnenkort in de praktijk gebracht.
