Drittmittelprojekt

DBU Streulicht

Die Funktion technischer Bauteile ist eng mit der Mikrostruktur ihrer Oberfläche verknüpft, wie Beispiele aus Natur und Technik (z. B. Lotus-Effekt, Haifischhaut oder Golfbälle) zeigen. In vielen Anwendungen, insbesondere bei bewegten Teilen, beeinflussen Mikrostrukturen im Mikrometerbereich („technische Rauheit“) maßgeblich Verschleiß, Reibung und Schmierung und damit Funktionalität und Lebensdauer.

Die Überwachung dieser Strukturen ist jedoch aufgrund von Störeinflüssen in der Fertigung herausfordernd. Insbesondere lassen sich funktionsrelevante kleinste Veränderungen oft nicht durch klassische höhenbasierte Kenngrößen erfassen. Winkelabhängige Kenngrößen sind sensibler, jedoch messtechnisch schwer in Serienprozesse integrierbar. Hier bietet die direkte Erfassung von Winkelverteilungen mittels winkelauflösender Streulichtmesstechnik großes Potenzial für eine funktionsorientierte Bewertung.

Das Projekt zielt darauf ab, diese Technologie für eine intelligente Fertigungsüberwachung zu nutzen, um frühzeitig Abweichungen zu erkennen, Ausschuss zu reduzieren und Ressourcen einzusparen. Dadurch können sowohl die Produktionsnachhaltigkeit als auch die Bauteilfunktionalität verbessert werden, etwa durch reduzierte Reibung und geringeren Verschleiß.

Die Relevanz ist hoch, da Schätzungen zufolge 20–23 % des weltweiten Energieverbrauchs durch Reibung verloren gehen. Optimierungen im tribologischen Verhalten können daher erhebliche CO₂-Einsparungen bewirken.

Im Projekt werden exemplarisch Fertigungsprozesse wie das Wälzschleifen von Zahnrädern und das Schleifen von Kolbenstangen untersucht. Methodisch umfasst das Vorgehen Datenerfassung, virtuelle Messung, Analyse, Entwicklung von Überwachungskonzepten sowie die Bewertung des Umweltnutzens.

Das Vorhaben wird von Forschungseinrichtungen und Industriepartnern gemeinsam über 36 Monate (10/2025–10/2028) durchgeführt und schafft Grundlagen für zukünftige industrielle Anwendungen.