Industrie

Reibungslose Forschung

Professor Hugh Spikes untersucht am Londoner Imperial College die Auswirkungen von Reibung.

Related Articles

Fakten

Geboren: 1945
Ausbildung:
• Pembroke College, Cambridge, 1956-1968
• PhD Forschung, Department of Mechanical Engineering, Imperial College
Auszeichnungen:
• Tribology Trust Gold Medal
• International Award of the Society of Tribologists and Lubrication Engineers
• Mayo D. Hersey Award of the American Society of Mechanical Engineers
Freizeitinteressen:
Tanzen (vor allem argentinischer Tango), etwas Gartenarbeit (vor allem unter der Aufsicht seiner Gattin), Lesen anspruchsloser Romane (häufig mehrmals).

Prof. Hugh Spikes hat zum Thema Tribologie rund 250 wissenschaftliche Publikationen und Buchkapitel verfasst, von Mechanismen der Reibungsreduzierung über Wechselwirkungen zwischen Öladditiven und Oberflächen sowie Schmierung und Oberflächenrauheit bis zur Schmierung von Maschinenelementen. Er ist Fellow der Royal Academy of Engineering, der Institution of Mechanical Engineering und der Society of Tribologists and Lubrication Engineers (STLE)
Seit fast 20 Jahren arbeitet Prof. Spikes auf dem Gebiet der Tribologie und Schmierung mit SKF zusammen. Er leitet zurzeit auch die Forschung des SKF Hochschulzentrums für Tribologie am Imperial College in London.

Links

Imperial College London

Professor Hugh Spikes, Leiter des Lehrstuhls für Schmiertechnik am Londoner Imperial College, forscht nicht im Elfenbeinturm. Er hält die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie für etwas Positives. „In der Grundlagenforschung herrscht eine gewisse Überheblichkeit, wenn es um industrielle Finanzierung geht“, sagt er, „aber Forschung im technischen Bereich hat per Definition immer eine praktische Anwendung.“ Dieser Pragmatismus sei nichts neues, meint er, und nennt die klassischen Reibungsgesetze von Guillaume Amontons aus dem Jahr 1699 und Osborne Reynolds Abhandlung über die Schmierung von 1886 als Beispiel.

Spikes ist stolz auf seine Beziehungen zur Industrie. „Die Kombination von Grundlagenforschung und praktischer Anwendung hat mich schon immer fasziniert“, fährt er fort. „Das Umfeld ist zwangloser, und mir gefallen die Kontakte mit Industrieunternehmen. Sie sind so stimulierend. Außerdem haben aufgeklärtere Unternehmen eine erfrischend langfristige Perspektive. Glücklicherweise genieße ich bei verschiedenen Großunternehmen wie British Petroleum, Nippon Oil, Shell und SKF großes Vertrauen.“

Spikes hat ohne Zweifel auf dem Gebiet der Tribologie einen wesentlichen Beitrag geleistet. Deren multidisziplinärer Charakter spiegelt sich in Spikes’ Forscherteam am Imperial College wider. Es besteht aus Maschinenbau- und Chemieingenieuren, Physikern, Chemikern und Werkstoffwissenschaftlern, die in den Bereichen hydrodynamische und elastohydrodynamische Schmierung, Schmiermittelzusammensetzung, Beschichtungstechnologie, Kontaktmechanik sowie Verschleiß und Oberflächenermüdung forschen. Die Liste der Anwendungen ist nahezu endlos und reicht von Mikromaschinen und wissenschaftlichen Instrumenten über Körperpflegeprodukte bis hin zu Schiffsantrieben, Kraftfahrzeugen, Hubschraubern und Industrieanlagen.

Als 1991 die Einführung von schwefelarmem Dieselkraftstoff zu unzähligen Ausfällen von Dieselpumpen führte, bewirkte Spikes‘ Forschung zu den Schmiereigenschaften von Dieselkraftstoffen die Entwicklung von Verfahren, mit denen man die Reibungs- und Schmiereigenschaften der Kraftstoffe testen konnte. Die dazu benötigte Testausrüstung wird heute von dem Spinoff-Unternehmen PCS Instruments hergestellt und ist zum Branchenstandard für die Messung der Schmierfähigkeit von Dieselkraftstoff geworden.

Ein neues Forschungsgebiet des Imperial College-Teams ist MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems = Mikromechatroniksysteme). Beispiele dafür sind Siliziumchips, Airbags und Tintenstrahldrucker. Ein anderer wichtiger Bereich ist die Tribotechnik im Windenergiesektor, einer Branche, in der es heute hauptsächlich auf Langlebigkeit ankommt. Spikes ist jedoch davon überzeugt, dass in Zukunft die Effizienz immer mehr an Bedeutung gewinnt.

„Diese Gebiete umfassen ein breites Spektrum von Anwendungen“, erklärt er. „Von besonderem Interesse sind dabei Schmiermittel und Additive für Motoren. In diesem Bereich wird intensiv geforscht. Die Spezifikationen von Motorenölen ändern sich alle vier bis fünf Jahre. Das Motoröl von gewöhnlichen Kraftfahrzeugen hat heute zwischen zehn und 15 Additive: Antioxidantien, Reibkraftminderer, Verschleißschutz-Additive, Antischaum-Additive, Dispersanten, Detergentien und Korrosionsschutz-Additive. Damit all diese Stoffe zusammenwirken, bedarf es hochtechnologischer Konzepte. Hinzu kommt, dass sich der Schwerpunkt verlagert hat. Es geht nicht mehr allein um Langlebigkeit, sondern immer öfter auch um höhere Effizienz und um die Eignung von Schmierstoffen für Nachbehandlungssysteme wie etwa Katalysatoren. Eines der wichtigsten Ziele unserer Forschung auf dem Gebiet der Motoröle und Additive ist die Reduzierung der Schadstoffemissionen. Die Luftverschmutzung durch den Straßenverkehr und die dadurch bedingten Atemwegserkrankungen sind in den Städten ein großes Problem.“

Spikes’ Team befasst sich auch mit weniger naheliegenden Gebieten. „Reibung tritt bei jeder Art von physischer Interaktion zwischen zwei Flächen auf. Diese Tatsache hat zu einigen ungewöhnlichen Forschungsinitiativen und Entwicklungen geführt“, stellt Spikes fest. „Ein Beispiel ist die Leistungsfähigkeit von künstlichen Hüftgelenken, ein anderes die Lebensmitteltechnologie. So haben wir kürzlich ein Projekt zusammen mit Unilever durchgeführt, bei dem die Geschmacksverstärkung von fettarmen Lebensmittelprodukten im Mittelpunkt stand. Geschmack hat etwas mit Reibung im Mund zu tun, und wir haben untersucht, ob es möglich ist, fettarme Lebensmittel mit ähnlichen Reibungseigenschaften zu produzieren, wie sie bei Lebensmittelprodukten mit hohem Fettgehalt vorkommen.“

Was die Tribologieforschung der Zukunft betrifft, glaubt Spikes, dass Mikromaschinen von großem Interesse sein werden. „Sie sind in der Alltagstechnik überall präsent, und obwohl Nanomaschinen wissenschaftlich gesehen noch in den Kinderschuhen stecken, werfen Maschinen aus einzelnen Atomen zur Manipulation von Materie genau dieselben Probleme auf, wie sie die Tribologie von heute beschäftigen – Reibung, Verschleiß und Schmierung –, das Ganze jedoch in unvorstellbar kleinem Maßstab.“