Lagers zijn universele onderdelen. In veel applicaties moeten ze bij hoge toerentallen en zware thermische belastingen functioneren. Daardoor is de belasting op het materiaal waaruit het lager en de bijbehorende lagerkooi bestaan extreem hoog. Een op diamant lijkende coating kan zorgen voor meer duurzaamheid en betrouwbaarheid.
Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Freiburg voorzien de lageronderdelen met een heel speciale laag. Deze laag zorgt ervoor dat bijvoorbeeld hoogbelaste rollagers nog duurzamer en betrouwbaarder worden.
De coating is een op diamant lijkende koolstof (‘diamond like carbon’, DLC). Met behulp van zo’n laag kunnen de onderzoekers onderdelen produceren die veel robuuste zijn dan de gebruikelijk delen van kunststof. De van een coating voorziene lagers blijven zelfs stabiel als ze niet voldoende gesmeerd worden of droog lopen.
Om de DLC-lagen op de onderdelen aan te brengen, is een speciaal proces nodig, dat door de wetenschappers van het IWM is ontwikkeld. De methode is ook geschikt voor geometrische complexe onderdelen zoals lagerkooien. De ingenieurs hebben het proces zo geoptimaliseerd dat ze ook relatief dikke DLC-lagen (meer dan 20 µm) kunnen aanbrengen.
Gerichte systemen
De onderzoekers kunnen gericht laagsystemen in microstructuur verkrijgen. Zo is de werking van smering te optimaliseren en de wrijving en slijtage van het lager te minimaliseren. Indien nodig kunnen ze ook ultragladde oppervlak vervaardigen. De beste resultaten met de oppervlaktelaag zijn behaald bij onderdelen van speciale kunststof: met de nieuwe oppervlaktelaag bereiken lagers van dit materiaal aanmerkelijk hogere toerentallen dan zonder. Ook ontwikkelen ze minder warmte en halen een langere looptijd.
Momenteel werken de onderzoekers met behulp van wiskundige modellen om optimale, op de toepassing gerichte processen te realiseren. Onder meer moet de kostbare ontwikkeling van zulke processen in de toekomst goedkoper worden.
