Friktion, nötning och tillkommande skador kostar varje år industrin stora summor. Runt 20 procent av all energi som produceras förloras som friktion. I Sverige återfinns en av världens mest avancerade forskningsmiljöer för att studera vetenskapen om kontakten mellan ytor.
Den tvärvetenskapliga forskningsmiljön inom tribologi vid Luleå tekniska universitet (LTU) är en av Europas största och bedriver såväl grundforskning som tillämpad forskning i nära samverkan med industrin. Forskningslaboratoriet Tribolab är en unik resurs i genomförandet av såväl forskningsprojekt som uppdragsforskning:
– Vi har sedan början av 2000-talet investerat i att införskaffa testriggar för avancerad forskning och som samtidigt svarar mot industrins ökade behov av tribologiska mätningar, berättar Jens Hardell, biträdande professor i maskinelement och avdelningschef för avdelningen maskinelement.
I Tribolab studeras nötning och friktion under i princip alla tänkbara driftförhållanden – till exempel höga temperaturer samt rullande och glidande tribokontakter. Det går att utvärdera effekterna av materialkombinationer, smörjmedel, ytjämnhet och mycket annat. Vid LTU bedrivs tribologiforskning inom en rad spjutspetsområden. Ett exempel är mätningar på nya material och nya smörjmedel:
– Tribologi har en stor betydelse för en hållbar industri. Strävan mot ett fossilfritt samhälle innebär utveckling av smörjmedel baserade på fossilfria alternativ, samt även nya material och ytbeläggningar för att minimera behovet av smörjmedel, berättar Roland Larsson, professor och ämnesföreträdare vid maskinelement, LTU.
Ytterligare ett område där LTU ligger i framkant är simulering av tribologiska system där nya tekniker utvecklas:
– Tribologi är ett av få områden där ingenjörer inte har omfattande simuleringskapacitet. Man kan simulera en krock mellan fordon men att simulera två ytor som nöts mot varandra har varit för komplext. Nu börjar modellerna bli användbara och det öppnar helt nya möjligheter, berättar Roland
Forskning bedrivs också på tribologibaserat underhåll, det vill säga förmågan att kunna förutse och övervaka slitage i maskiner – vilket går samman med ambitionen om Industri 4.0. Tillsammans med bland annat SKF arbetar man med att göra maskinkomponenter med förmåga att berätta om sitt behov av underhåll.
Det finns många användningsområden för tribologisk forskning, inte enbart de traditionella maskinerna utan även inom nischområden:
– En udda gren vars behov ökar är rymdområdet. Här behöver man kunna undersöka tribologi i andra atmosfäriska förhållanden. På andra sidan spektrumet hittar du proteser. Tribologin är viktig för att undersöka så att du inte får en för tidig nötning i exempelvis en höftprotes, säger Jens Hardell.
Braham Prakash, professor emeritus i maskinelement, och en av dem som varit med och byggt upp forskningslaboratoriet, menar att Tribolab banar väg för en konkurrenskraftig industri:
– Tribolab är ett av de främsta forskningslaboratorierna för tribologi. Det kommer att fortsätta att spela en avgörande roll när det gäller att stärka den svenska industrins konkurrenskraft med spjutspetsforskning inom tribologi och att förse industrin med utbildade och högkvalificerade tribologer. Vi hjälper också ingenjörer ute i industrin med att kunna ta del av de senaste rönen.