Nachrichten 43 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 2/ 2020 Der Schwerpunkt der „Jungen Tribologen“ liegt auf der Annäherung junger Wissenschaftler an das Gebiet der Tribologie. Damit möchte der Arbeitskreis das Gebiet der Tribologie und die permanente Verbreitung des tribologischen Wissens unterstützen. Zusätzlich wollen wir jungen Menschen eine Plattform bieten, um ein Netzwerk für den Erfahrungs- und Wissensaustausch in einer lockeren und freundlichen Atmosphäre aufzubauen und durch einfach gestaltete Experimente die Tribologie einem breiten Publikum näherzubringen. Die Organisation, Gestaltung und Umsetzung tribologischer Experimente wird aktuell von fünf Mitgliedern der Arbeitsgruppe verantwortet. In der Regel wird jährlich ein Experiment auf der Tribologie Fachtagung in Göttingen einem breiten Publikum vorgestellt, zusätzlich dienen diese auch als Vorführobjekt an Universitäten und Hochschulen. Mit den Experimenten werden grundlegende tribologische Problemstellungen untersucht, um unterschiedliche Auswirkungen der tribologischen Systemelemente aufzuzeigen. Bisher wurden bereits fünf Generationen von Experimenten aufgebaut. Die erste Generation wollen wir nun vorstellen: Mit dem Versuchsaufbau (Bild 1) im September 2015 wurde das Verhalten der Bleistift-Papier-Reibung untersucht und der Teilnehmer durch die Auswahl verschiedener Bleistifte und Papiere motiviert, einen sehr hohen oder sehr niedrigen Reibungskoeffizienten zu erzielen. Mittels einer 3D-Kraftmessplatte wurden Normalkraft und Reibungskraft aufgezeichnet. Durch etwas Programmieraufwand und Hilfe von LabView wurden die Messdaten Live angezeigt und nach Abschluss automatisch abgespeichert. Anhand dieses Beispiels zeigt sich wieder einmal, dass die Tribologie auch in unserem alltäglichen Leben durchaus eine Rolle spielt. Denn wer hatte noch nie einen sogenannten Lieblingsstift, mit dem das Schreiben einfach etwas Besonderes war! Die Ergonomie des Stiftes, das Gewicht oder die besondere Oberfläche, auch hier spielt die Tribologie eine entscheidende Rolle, nicht nur der Kontakt zwischen Finger und Griff, auch der Kontakt zwischen Stiftspitze und Papier beeinflussen das Schreiberlebnis entscheidend. Betrachtet man nun das tribologische System etwas genauer, so stellt man fest, dass das Schreibgefühl durch mehrere Parameter beeinflusst werden kann. Material und Eigenschaften von Stift und Schreibunterlage, wie auch die Oberflächentopographie des Papiers. Als Zwischenstoff kann durchaus die Tinte bei einem Kugelschreiber oder der Materialübertrag eines Bleistiftes in Betracht gezogen werden. Die Umgebungsbedingungen variieren selbstverständlich sehr stark, je nach Jahreszeit und Teilnehmereigenschaften ändert sich hier die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit bei der Durchführung des Experiments. Auch der Kontaktdruck ist eine veränderliche Größe bei diesem Experiment. Je nach Abnutzungsgrad der Stiftspitze und der Kraftreserven einiger Teilnehmer, kann hier nicht von einer konstanten Einflussgröße gesprochen werden! Mitteilungen der GfT | Junge Tribologen Spiel, Spaß und Spannung im Auftrag der Tribologie: Experimente der Jungen Tribologen Bild 1: Experiment- Minimale oder Maximale „Schreib-Reibung“ TuS_2_2020.qxp_T+S_2018 04.06.20 14: 11 Seite 43 Nachrichten 44 Tribologie + Schmierungstechnik · 67. Jahrgang · 2/ 2020 Diese einfach ersichtlichen Faktoren beeinflussen das Schreibgefühl merklich, sofern der Schreiber darauf einen gewissen Wert legt. Für Bild 2 wurde der Schriftzug „Tribologie“ mit einem Bleistift auf ein gewöhnliches Papierblatt geschrieben. Mit einem Laserscanning-Mikroskop wurde der Übergang zwischen der beschriebenen und der unbeschriebenen Papieroberfläche aufgenommen. Die nicht beschriebene faserige Oberfläche zeigt eine deutlich höhere Inhomogenität der Topographie. Zwischen dem tiefsten und höchsten Punkt liegen etwa 50 μm, das entspricht im wahrsten Sinne des Wortes einer Haaresbreite! Die beschriebene Seite ist die mit Graphit bedeckte Papieroberfläche. Durch den ausgeübten Druck beim Schreiben wurde die Oberfläche geglättet und die Täler wurden durch den Graphitübertrag aufgefüllt, so dass eine deutlich glattere Oberfläche entstanden ist. Bild 3 zeigt die Oberflächentopographie eines Schnellhefters. Jeder kennt das etwas unangenehme Gefühl und die schlechte Benetzung durch einen Bleistift beim Beschreiben dieser Oberfläche. Dieser Unterschied ergibt sich unter anderem aus der unterschiedlichen Topographie der Schreibunterlagen. Zusammenfassend können wir sagen, dass die Tribologie in unserem täglichen Leben allgegenwärtig ist, auch wenn uns dies beim ersten Hinsehen oft nicht bewusst ist. Daher haben sich die Jungen Tribologen das Ziel gesetzt, mit einfachen Experimenten und Beispielen komplexe Phänomene im Bereich der Tribologie erlebbar zu machen, um die Sensibilität und das Bewusstsein für dieses Wissenschaftsgebiet zu fördern und „Tribologie wieder sexy zu machen“! Weitere Experimente folgen… Autoren: Anton Kalimullin, Sebastian Wandel, Max Baumann, Dennis Mallach, Stephan Henzler Die Rolle der Tribologie im Alltag ist sicher der Grund, weshalb im Schulunterricht und im Grundstudium, Themen wir Reibungskräfte und Verschleiß angesprochen werden. Ohne Reibung könnten die bekannten Modelle zur Bewegung von Körpern nicht angewandt werden. Allein Newtons Gesetze, denen zufolge ein Körper, auf den keine Kraft wirkt, seine Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit beibehält (1. Gesetz), oder eine Kraft von einem Körper A auf einen Körper B eine gleichgroße entgegengesetzte Kraft von Körper B auf Körper A ausübt (3. Gesetz), sind nichts anderes als eine andere Beschreibung der Reibung. Leider zeigen die aktuellen Lehrpläne, dass Tribologie immer noch als „unterschätzte interdisziplinäre Wissenschaft“ wahrgenommen wird, obwohl dieses Gebiet so unglaublich vielfältig ist und noch viele Fragen beantwortet werden wollen. #VielesMöglichVielesNichtVerstanden Bild 2: Oberflächentopographie eines Papieres mit und ohne Graphit Bild 3: Oberflächentopographie eines Schnellhefters TuS_2_2020.qxp_T+S_2018 04.06.20 14: 11 Seite 44