Intelligens ellenőrző rendszer automatikusan felismeri a kopási szakaszokat

A vizsgálógépükhöz a kutatók egy új szoftvert fejlesztettek ki. A képen láthatók Minh-Hai Le és Sebastian Kamerling. (Fotó: Koziel/TUK)

Akár autókerékről, akár fogaskerekekről van szó a gyártás során – a súrlódás és az kopás veszteségekhez vezet. Itt, hazánkban évente olyan gazdasági kár keletkezik, amely a bruttó hazai termék több mint öt százalékát teszi ki. Ezért fontos olyan anyagkombinációk, például műanyag-fém rendszerek fejlesztése, amelyek jobb súrlódási viselkedést mutatnak. Ebben játszik szerepet az úgynevezett tribológiai vizsgálat. Kaiserslautern-i kutatók először fejlesztettek ki egy olyan rendszert, amely automatikusan felismeri a kopási fázisokat és közvetlenül elemzi az adatokat. A technológiát 2024. április 12. és 16. között mutatják be a digitális Hannoveri Vásáron a Rajna-vidék-Pfalz Kutatás és Innováció Közösségi Standján.

A Kaiserslautern-i Technológiai Egyetem (TUK) Professzor Dr. Alois K. Schlarb által vezetett Szövetségi Anyagok Tanszékén a kutatók új típusú anyagokat fejlesztenek. Többek között vizsgálják, hogyan lehet növelni az élettartamot a súrlódás és kopás hatására. Ebben az összefüggésben a szakértők a tribológiáról beszélnek, amely a súrlódás, kopás és kenés tudományával foglalkozik.

Ehhez különböző vizsgálóberendezéseket használnak, például a tű-gyűrű tribométert, más néven Pin-on-disc-et. Ebben egy kis téglalap alakú mintát (tűt) egy tartóba helyeznek. Felette egy fémgyűrű kerül, amely közvetlenül a mintán fekszik. Ebben a vizsgálóberendezésben a gyűrű több órán keresztül foroghat. Az eszköz érzékelőkkel van felszerelve, amelyek mérik a nyomó- és súrlódóerőt, valamint egy infravörös érzékelő a hőmérséklet mérésére. „Ekkor a sebességet egy motor szabályozza, a gyűrű nyomóerejét pedig levegőnyomással állítjuk be, a hőmérsékletet pedig szabályozni lehet” – mondja Sebastian Kamerling doktorandusz. „Ezzel a technikával különböző körülményeket szimulálunk, amelyeknek a szerkezetek működés közben ki vannak téve” – folytatja az mérnök. „A mérési eredmények segítenek megérteni, hogyan viselkedik az anyagpár. Ez azt jelenti, hogy egy műanyag alaptest és egy fém ellenpár közötti kombinációról beszélünk, egyszerűen fogalmazva egy műanyag-fém rendszerről.”

Ami különleges: ezekhez a vizsgálatokhoz a Kaiserslautern-i mérnökök most egy világszinten egyedülálló rendszert fejlesztettek ki. „Ez egyrészt irányítja a gépet” – folytatja Kamerling. „Ez felismeri, mikor érkezik el egy állandó kopási fázis, azaz mikor kezdődik az a kopási szakasz, amely a gyakorlatban releváns, és ekkor kezdődhet a mérés.” Eddig ehhez manuális irányításra volt szükség. Emellett a technológia automatikusan beállít egy új terhelési szintet. Ráadásul a rendszer közvetlenül értékeli az adatokat. „Módszerünkkel sokkal több adatot tudunk rövidebb idő alatt mérni és elemezni” – mondja a kutató. „Ez például segít abban is, hogy sokkal pontosabban jellemezzük az anyagminta tulajdonságait.”

A módszer nemcsak a kutatásban, hanem az iparban is érdekes, mivel az ilyen vizsgálati technikák sok vállalatnál fontos szerepet játszanak az anyagkopás meghatározásában. A technológia segíthet gyorsabbá és hatékonyabbá tenni ezeket a munkafolyamatokat. Az új módszerrel a vizsgálatok idő- és anyagköltsége jelentősen csökkenthető. Emellett az anyag- és költségmegtakarítás is elérhető ezen az úton.

A digitális Hannoveri Vásáron bemutatják a vizsgálóberendezésüket és ehhez kifejlesztett irányítási és mérőrendszerüket.

Kérdések megválaszolása:

Nicholas Ecke
Szövetségi Anyagok Tanszék
Tel.: 0631 205-5753
E-mail: nicholas.ecke[at]mv.uni-kl.de

Sebastian Kamerling
Szövetségi Anyagok Tanszék
Tel.: 0631 205-4634
E-mail: sebastian.kamerling[at]mv.uni-kl.de