Tribologie – Reibung, Schmierung und Verschleiß in der Energieforschung

Tribologie ist die Wissenschaft von Reibung, Schmierung und Verschleiß. Sie untersucht, wie sich Oberflächen verhalten, wenn sie sich berühren und gegeneinander bewegen – etwa in Motoren, Pumpen, Lagern, Getrieben, Verdichtern oder Produktionsanlagen.

Für die angewandte Energieforschung ist Tribologie ein wichtiger Hebel: Werden Reibung und Verschleiß verringert, sinken Energieverluste, Bauteile halten länger und technische Systeme arbeiten zuverlässiger. Das kann Industrieanlagen effizienter machen, Ressourcen schonen und technologische Wertschöpfung in Deutschland stärken.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) fördert innovative Technologien und Konzepte in diesem Bereich und vernetzt die Akteurinnen und Akteure im Forschungsfeld Tribologie über die Forschungsnetzwerke Energie.

Was bedeutet Tribologie für die Energieforschung?

In vielen Maschinen und Anlagen wird Energie in Bewegung umgewandelt. Ein Teil davon geht durch Reibung als Wärme verloren. Gleichzeitig verursacht Verschleiß Wartung, Stillstände und zusätzlichen Materialbedarf.

Tribologische Forschung entwickelt Lösungen, um diese Verluste zu reduzieren. Dazu gehören reibungsarme Beschichtungen, geeignete Schmierstoffe, Additive, verschleißbeständige Werkstoffe, optimierte Oberflächenstrukturen und Sensorik zur Zustandsüberwachung.

Damit unterstützt Tribologie den Transfer energieeffizienter Technologien in die industrielle Anwendung und leistet einen Beitrag zur Transformation des Energiesystems.

Was wird in der Tribologieforschung untersucht?

Forschende untersuchen, wie sich Reibung und Verschleiß unter realen Betriebsbedingungen verringern lassen. Im Mittelpunkt stehen zum Beispiel Schicht-Schmierstoff-Kombinationen, strukturierte Oberflächen, Additive, verschleißfeste Materialien und Verfahren, mit denen sich der Zustand von Bauteilen im Betrieb erfassen lässt.

Aktuelle Forschungsprojekte zeigen, dass optimierte Tribologie systemisch gedacht werden muss: vom Modellprüfstand über Simulationen bis zum technischen Gesamtsystem. Entscheidend ist, wie Oberfläche, Beschichtung, Schmierstoff und Betriebsbedingungen zusammenspielen.

Ein besonders anspruchsvoller Ansatz ist die Supraschmierung. Dabei geht es darum, besonders niedrige Reibwerte zwischen bewegten Oberflächen zu erreichen. Forschende untersuchen, wie solche Effekte durch passende Kombinationen aus Oberfläche, Beschichtung, Schmierstoff und Additiven technisch nutzbar werden können.

Auch Sensorik gewinnt an Bedeutung. Akustische Signale oder andere Messdaten können Hinweise auf Reibung, Schmierung und Verschleiß geben. So lassen sich Wartung und Betrieb technischer Anlagen vorausschauender planen.

Wie stärkt Tribologie den Transfer in die Anwendung?

Tribologische Lösungen entstehen an der Schnittstelle von Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften, Chemie, Physik, Fertigungstechnik, Informatik und Sensorik. Für den Transfer ist deshalb der Austausch zwischen Forschung und Industrie besonders wichtig.

Über die Forschungsnetzwerke Energie bündelt das BMWE Aktivitäten im Forschungsfeld Tribologie und stärkt die Vernetzung der beteiligten Akteurinnen und Akteure. So können Ergebnisse aus Forschungsprojekten in weitere Branchen übertragen werden – etwa auf Verdichter, Pumpen, Kältetechnik, Wärmepumpen oder energieeffiziente Produktionsprozesse.