Abschluss des F&E-Projekts „Walzentribologie“
@AC2T research GmbH
Seit über 20 Jahren arbeitet die österreichische Papierindustrie gemeinsam mit dem Österreichischen Kompetenzzentrum für Tribologie, der AC2T research GmbH, an anwendungsnahen Forschungsprojekten zu Reibung, Verschleiß und Oberflächeneigenschaften industrieller Komponenten. Diese langfristige Zusammenarbeit schafft eine wichtige Wissensbasis für kontinuierliche Verbesserungen in Effizienz, Prozessstabilität und Nachhaltigkeit.
Nach einer dreijährigen Laufzeit konnte nun das sechste gemeinsame Forschungsprojekt „Walzentribologie“ erfolgreich abgeschlossen werden. Das Projekt wurde von der AC2T research GmbH gemeinsam mit fünf Industriepartnern durchgeführt.
Im Mittelpunkt des Projekts standen die Reibungs- und Verschleißvorgänge an Kalanderwalzen, die einen wesentlichen Einfluss auf Oberflächenqualität, Energieverbrauch und Maschinenverfügbarkeit in der Papierherstellung haben. Ziel war es, Walzenoberflächen tribologisch zu charakterisieren, relevante Verschleißmechanismen besser zu verstehen und Optimierungspotenziale für ein energieeffizientes Kalandrieren aufzuzeigen.
Im Rahmen des Projekts führte das Projektteam umfangreiche Oberflächen- und Werkstoffanalysen durch. Dazu zählten unter anderem Untersuchungen der Topographie, Rauheit und des Glanzes der Betriebsoberflächen, sowie die fundierte Werkstoffcharakterisierung durch Mikroskopie- und Nanoindentationsmessungen. Verglichen wurden unterschiedliche Walzentypen und Papiersorten, um Zusammenhänge zwischen Walzenrauheit, Glanzentwicklung und dem Deformationsverhalten des Papiers zu identifizieren.
Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Untersuchung dynamischer Effekte im Walzenkontakt. Hierfür wurde ein zweckmäßiger Teststand, der Zwei-Scheiben-Tribometer entwickelt, das die Analyse des Rollkontakts und der sogenannten Barring-Bildung – also periodischer Verschleißmuster an Walzenoberflächen – ermöglichte. Ergänzend kam ein 3D- Scanning Laser Vibrometer zum Einsatz, um Schwingungen und dynamische Belastungen im Kontaktbereich zu erfassen. Aufbauend darauf wurden Simulationsmodelle entwickelt, die durch KI-unterstützte, datenbasierte Auswertungen ergänzt wurden. Diese dienten dazu, komplexe Messdaten systematisch zu analysieren, Muster zu identifizieren und Simulationsergebnisse mit realen Versuchsdaten zu verknüpfen. Die fachliche Interpretation der Ergebnisse erfolgte dabei weiterhin durch tribologische und werkstofftechnische Expertise.
Die Projektergebnisse zeigen, dass Reibungs- und Verschleißprozesse in Kalanderwalzen durch die Kombination mechanischer, tribologischer und datenbasierter Analysen gezielt beeinflusst werden können. Daraus ergeben sich praxisrelevante Vorteile, insbesondere im Hinblick auf Energieeinsparungen, die Reduktion von Stillstandszeiten sowie eine erhöhte Prozessstabilität im laufenden Betrieb.
Darüber hinaus leisten die Ergebnisse einen Beitrag zu den übergeordneten Nachhaltigkeitszielen der Papierindustrie. Eine verbesserte Kontrolle tribologischer Vorgänge unterstützt eine effizientere Nutzung von Energie und Materialien und trägt damit zur ressourcenschonenden und klimafreundlicheren Gestaltung von Produktionsprozessen bei.
Die Zusammenarbeit der Projektpartner wurde insgesamt als sehr erfolgreich bewertet. AC2T research GmbH zeigte sich offen für weitere gemeinsame Projekte in diesem Themenfeld, um die gewonnenen Erkenntnisse weiterzuentwickeln und auf zusätzliche industrielle Fragestellungen zu übertragen.
