Het verminderen van wrijving kan energie en miljarden dollars besparen

Als het op wrijving aankomt, is Lars Pleth Nielsen een man van veel woorden.

"Wrijving hangt af van de eigenschappen van de oppervlakken - hoe vlak, rond of ruw ze zijn", zegt Pleth Nielsen, manager van het Tribology Centre van het Deense Technologisch Instituut. “Wrijving is ook afhankelijk van het soort medium waarin de oppervlakken zich bevinden, of het nat of droog is, of welke deeltjes er in het medium zitten. Het is een multidisciplinair vakgebied omdat het verschillende gebieden omvat, zoals mechanica, scheikunde en vloeistofdynamica. Je moet helemaal naar het atomaire niveau gaan om tot in detail te beseffen wat er aan de hand is in termen van wrijving.”

Het Tribology Centre werkt met de ontwikkeling van oppervlaktecoatings om wrijving, corrosie en slijtage in verschillende toepassingen te verminderen. Het runt zelfs zeven dagen per week een coatingfaciliteit en ondersteunt voornamelijk de Deense industrie met oplossingen.

Pleth Nielsen heeft zelf het grootste deel van zijn werkzame leven met oppervlakken gewerkt.

“Ik heb een Ph.D. in oppervlaktefysica, waar ik me specialiseerde in de acties en bewegingen van individuele atomen op oppervlakken”, zegt hij. “Vandaag ben ik, naast mijn werk bij het Deense Technologisch Instituut, ook de voorzitter van ENIWEP – het Europese netwerk voor preventie van industriële slijtage.”

ENIWEP is een EUREKA (de pan-Europese onderzoeks- en ontwikkelingsorganisatie intergouvernementeel initiatief) overkoepelende actie gericht op preventie van industriële slijtage. Dit project heeft tot doel de interactie tussen industrie en tribologisch onderzoek te verbeteren en de overdracht van wetenschap naar technologie in de industrie te vergemakkelijken.

"Een voorbeeld is een project dat wordt gefinancierd door de regeringen in Spanje, Duitsland en België", zegt Pleth Nielsen. "In dit project ontwikkelen we wrijvingsarme, diamantachtige koolstofcoatings voor vacuüm- en ruimtetoepassingen."

Volgens Pleth Nielsen laten schattingen zien dat tussen de 2 en 4 procent van het bruto binnenlands product (bbp) van een geïndustrialiseerd land verloren gaat door wrijving en slijtage van mechanische onderdelen.

“Je ziet slijtage en wrijvingsproblemen in grote zakelijke arena's, zoals in de voedsel- en auto-industrie', zegt hij. “Wrijving is een van de belangrijkste redenen waarom dingen maar voor een beperkte tijd werken. Het is natuurlijk een extra kost voor bedrijven om wrijvingsarme coatings op oppervlakken aan te brengen, dus dat is een drempel die moet worden overwonnen. Maar deze extra kosten zullen zeker op lange termijn voordelen opleveren. In het begin zijn sommige van onze klanten zich door wrijving niet echt bewust van de enorme kosten die ermee gemoeid zijn. Maar als ze zien dat ze voor een langere periode een hogere kwaliteit kunnen produceren, realiseren ze zich dat de kosten van coatings en op maat gemaakte oppervlakken meer dan gecompenseerd worden door de winst.”

Pleth Nielsen wijst op een Deens bedrijf dat blikjes maakt voor voedseltoepassingen.

"Als ze hun machines voor het vouwen en stempelen van blikjes laten draaien zonder coating, zijn de gereedschappen al na 30 minuten in het productieproces versleten", zegt hij. “Met onze coatings kunnen ze enkele maanden zonder enige smering en zonder de geproduceerde blikken te hoeven wassen om smeermiddelen te verwijderen. Qua geld is het een forse besparing. In milieutermen betekent dit dat ze de ongezonde chemische smeermiddelen niet hoeven te gebruiken, terwijl ze zowel elektriciteit als water besparen voor het schoonmaken van de geproduceerde blikken.”

De noodzaak van wrijving
Wrijving is een kracht die optreedt wanneer twee objecten tegen elkaar wrijven. Het is het tegenovergestelde van beweging. Het maakt niet uit in welke richting iets beweegt, wrijving trekt het de andere kant op. Toch hebben we wrijving nodig. Zonder dat zouden we niet kunnen lopen, in een stoel zitten of trappen lopen. Alles zou maar blijven glippen.

Wrijving verminderen
Het verminderen van wrijving is een doelstelling in veel van Trelleborgs oplossingen. Het belangrijkste voorbeeld is in afdichtingsoplossingen waarbij de afdichtingsfunctie moet worden bereikt zonder dat wrijving de systeemprestaties te veel beïnvloedt. Of het nu gaat om het versnellen van de beweging op een ontsnappingsglijbaan of het optimaliseren van de manier waarop banden over verschillende oppervlakken rijden, het beheersen van wrijving is even belangrijk.

In de industriële omgeving, waar de vermindering van wrijving een reële impact kan hebben op het BBP, concentreert de engineering van afdichtingsoplossingen en slangen zich op het verkrijgen van de beste wrijvingseigenschappen uit productontwerpen en materiaalformuleringen.

Trelleborg heeft specifiek op Turcon PTFE gebaseerde (poly-tetra-fluor-ethyleen) afdichtingsmaterialen ontwikkeld die de efficiëntie in dynamische hydraulische toepassingen verbeteren, terwijl bewezen is dat de wrijvingstechnologie die in de Scirocco II-slang wordt gebruikt de kosten verlaagt bij het verwerken van vaste stoffen.

Neem voor meer informatie contact op met [email protected] of bezoek www.trelleborg.com.