Polymerschichten mit integrierten Trockenschmierstoffen Reduzierte Reibung mit Gleitlackbeschichtung

Autor / Redakteur: Ralf Altheimer / Anne Richter

Gleitlackbeschichtungen bieten ein grosses Innovationspotenzial: Es wird Reibung reduziert, Stick-Slip-Effekte vermieden und auch Korrosion wird verhindert. Gleitlackbeschichtete Bauteile können auch unter schweren Bedingungen eingesetzt werden.

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Massgeschneiderte Lösungen auf Bauteilen: O-Ringe aus Elastomer mit Gleitlack.
Massgeschneiderte Lösungen auf Bauteilen: O-Ringe aus Elastomer mit Gleitlack.
(Bild: Copyright: Andreas Widmer)

Dünne Polymerschichten mit integrierten Trockenschmierstoffen wie PTFE, MoS2, Graphit reduzieren Reibung, vermeiden Stick-Slip-Effekte und verhindern Korro­sion. Die multifunktionellen Eigenschaften ermöglichen sichere tribologische Lösungen mit hoher Wirtschaftlichkeit. Die mechanischen Eigenschaften wie zulässige Flächenpressung ergeben sich aus der richtigen Wahl des Bindemittelsystems; dieses bestimmt u. a. auch die Temperaturbeständigkeit der Funktionsschicht, Gleitlackbeschichtungen eignen sich für Bauteile mit Flächenbelastung unter extremen Bedingungen wie hoher Umgebungstemperatur, Vakuum, Feuchtigkeit etc. Es lassen sich Metalle, Kunststoffe und Elastomere mit verschiedenen Applikationsverfahren beschichten.

Was sind Gleitlackbeschichtungen?

Gleitlacke bestehen aus einem Bindemittel (Epoxid, PUR etc.), aus Festschmierstoffen (PTFE, MoS2, Graphit), aus Lösungsmittel (organisch, Wasser) und Additiven (Einfluss auf Korrosionsschutzwirkung, Benetzungsverhalten etc.). Auf Basis der technischen Anforderungen wie Flächenpressung, Einsatztemperatur, Bauteilwerkstoff etc. kann aus einem grossen Portfolio verschiedener Lack-, Schichtsysteme die geeignete Lösung ausgewählt werden.

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Funktionsweise von Gleitlacken

Nach Aushärtung der Gleitlackbeschichtung bildet sich eine dünne (typischerweise 5–20 µm), trockene, fest haftende Schicht. Bei Beanspruchung kommt es zur Ausbildung des reibungsrelevanten Transfer- oder Trockenschmierfilms. Zunächst erfolgt bei Relativbewegung eine Glättung der Oberfläche und in der Folge kommt es zum teilweisen Austrag der Trockenschmierpartikel. Der gebildete Schmierfilm reduziert die Reibung und gewährleistet gleichmässige, ruckfreie Bewegungen.

Vorteile und Nutzen von Gleitlackbeschich- tungen

  • Trockene und saubere Schmierung
  • Einsatz unter schwierigen Bedingungen (tiefe und hohe Temperaturen, Vakuum)
  • Zusätzlicher Korrosionsschutz
  • Verhindern Passungsrost
  • Applizierbar auf Metallen, Kunststoffen und Elastome­ren
  • Wartungsfreie Lebensdauerschmierung
  • Vermeiden Stick-Slip-Effekt (kein Rucken beim Übergang von Haft- zu Gleitreibung)
  • Notlaufeigenschaft in Kombination mit Öl- und Fettschmierung
  • Reduzierung von Reibung und somit Energie

Anwendungsbeispiele

Gleitlackbeschichtungen sind Stand der Technik und bieten aufgrund der Variationsmöglichkeit ein grosses Innovationspotenzial für praktisch alle Branchen. Typische Beschichtungsbeispiele sind Anker von Magnetventilen, bewegte Maschinenelemente, Schrauben, Spindeln etc. Bei der Anwendung für Magnetanker geht es insbesondere um das Vermeiden von Stick-Slip-Effekten und somit um sichere elektromagnetische Aktorik für verschiedene Branchen. Die Gleitlackbeschichtung von Schrauben hat primär zum Ziel, definierte Drehmomente beim Verschrauben zu ermöglichen.

Applikation von Gleitlackbeschichtungen

Die Applikation kann je nach Anforderung im Tauch-, Sprüh- oder Trommelverfahren erfolgen. Der Prozess besteht im Regelfall aus der Vorbehandlung (Entfettung, chemische Vorbehandlung, Plasma­vorbehandlung, Strahlen), der Beschichtung, der Trocknung und der Polymerisation (Aushärtung). Je nach Stückzahl oder Losgrösse ist von der partiellen Einzelteilbeschichtung bis zur vollautomatisierten, prozessbeherrschten Applikation alles möglich. Bei Schüttgut kommt die sogenannte Sprühtrommel zum Einsatz, bei der in der Trommel bewegte Teile mit einer Sprühpistole beschichtet und getrocknet werden. Für die automatisierte Beschichtung mit hohen Anforderungen an Schichtdickenverteilung stehen u. a. Rundtaktautomaten und sogenannte Kettenautomaten mit integrierter Trocknung zur Verfügung. SMM

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