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PublicationPrototype tilting pad thrust bearing with novel ceramic material for harsh service environments( 2022)Product-lubricated pumping applications require extremely robust bearings, especially in the case of sand-loaded lubrication fluids. For high power/high speed pump applications, tilting pad bearings are the preferred bearing solution, due to their superior rotordynamic characteristics. For product-lubricated applications, materials with good corrosion and abrasion resistance characteristics have to be used. The lubricant for the bearing in these applications is often a water based fluid (e.g. sea water) with low viscosity and with particle contamination (e.g. sand). Existing tilting pad product lubricated bearings (PLB) solutions have the issue that catastrophic failures tend to occur under severe conditions or that they are limited in available size (e.g. polycrystalline diamond (PCD) bearings). A tilting pad thrust bearing and a thrust collar made of a novel ceramic material with improved tribological properties was designed, manufactured and tested for use in such applications.
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PublicationWhy not using ceramics - trends from ceramics research( 2017)Within the Fraunhofer AdvanCer Alliance/DE, four institutes have pooled their capabilities to form a coordinated range of services aimed at using advanced ceramics in the creation of individual system solutions for industrial partners. Below, we present two examples from our successful project work showing the advantages of advanced ceramics in specific industrial applications.
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PublicationWear of abrasive media and its effect on abrasive flow machining results( 2015)
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PublicationAnwendung superharter Beschichtungen in der Zerspantechnik( 2007)Die chemische bzw. physikalische Gasphasenabscheidung dünner superharter Beschichtungen aus Diamant und kubischem Bornitrid (cBN) auf Werkzeugen birgt große Potenziale, da die härtesten der bekannten Materialien mit einer flexiblen Gestaltung der Schneidengeometrie kombiniert werden können. Die Abstimmung von Schneidengeometrie und verschleißfester Beschichtung erlaubt die prozessspezifische Anpassung des Werkzeugs und führt zur Effizienzsteigerung von Zerspanungsstrategien wie der Hochgeschwindigkeits- und Trockenbearbeitung. Wettbewerbsvorteile in Form reduzierter Durchlaufzeiten und Fertigungskosten sind das Resultat dieser Entwicklung. Vorteile von superhart beschichteten Werkzeugen im allgemeinen bestehen im Hinblick auf (Warm-)Härte, Verschleißfestigkeit, Reibkoeffizient, Oxidationswiderstand, chemische Resistenz, Wärmeleitfähigkeit und Kühlschmierstoffbedarf. Vorteile von superhart beschichteten gegenüber unbeschichteten Werkzeugen bestehen im Hinblick auf: Standzeit, Bauteil-Durchlaufzeit, Schnittparameter, Zerspankraftkomponenten, Reibkoeffizient, Anpassungsfähigkeit an die Zerspanungsaufgabe. Vorteile von superhart beschichteten Werkzeugen gegenüber PKD- und PcBN-Werkzeugen bestehen im Hinblick auf: geometrische Komplexität der Werkzeugschneide, Schneidkantenradius (nur PcBN), Spanwinkel, Schneidkantenfase, Werkzeugkosten, Diffusionsproblematik des Binders. Neue Verfahren erlauben die Entwicklung einer haftfesten und für technologische Anwendungen ausreichend dicken cBN-Beschichtung insbesondere auf Werkzeugsubstraten. Durch die Abscheidung eines zusätzlichen cBN-Deckschichtsystems auf einer TiN-Beschichtung können drastische Standzeitvorteile erzielt werden.
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PublicationDreh- und Fräswerkzeuge mit cBN-Beschichtungen( 2006)Der Anteil der superharten Schneidstoffe nimmt aufgrund der gestiegenen Anforderungen in der Fertigung überproportional zu. In einem gemeinschaftlichen Forschungsprojekt wurde die Leistungsfähigkeit von cBN-Schichtsystemen, die als Deckschichten auf TiN- und TiAlN- Beschichtungen abgeschieden waren, beim Hartdrehen und -fräsen untersucht. Hierzu wurden gehärtete Stähle mit verschiedenen Substraten und Substratvorbehandlungen bearbeitet. Abschließende Kavitationstests und FEM (Finite Elemente Methode)-Simulationen des Zerspanvorgangs ergänzen die Analyse.
