4 redenen waarom tribologie testen belangrijker worden in een circulair en digitaal Europa

Tribologie, de studie van wrijving, slijtage en smering, is een bekend vakgebied in de werktuigbouwkunde. Toch is dit voor niet-ingenieurs een vrij onbekend onderwerp en het belang ervan wordt niet altijd goed begrepen. Maar zodra bedrijfsleiders en hun CFO's beginnen te begrijpen dat een toenemende focus op wrijving, slijtage en smering in productieprocessen aanzienlijke voordelen kan opleveren bij het verbeteren van producten, het verlengen van de levensduur van producten en het verlagen van energiekosten, zullen ze er meer aandacht aan besteden. Dit omdat er 4 interessante trends waar te nemen zijn rond tribologie, die allen te maken hebben met een Circulair en Digitaal Europa. 

1. Stijgende energieprijzen

Door de recente hoogconjunctuur neemt de vraag naar tribologische expertise gestaag toe. Dit mag geen verrassing zijn, aangezien een studie van ASME (American Society of Mechanical Engineers) aangeeft dat energiebesparingen door tribologisch onderzoek en ontwikkeling, waaronder turbomachines en industriële machines en processen, wel eens meer dan 46 miljard euro per jaar zouden kunnen bedragen. Peter Jost, een Britse werktuigbouwkundige die de term "tribologie" bedacht, schatte in 1966 dat tot 3% van het BBP van een land kon worden bespaard door verbeterde tribologische testen.

Bovendien bevestigde hij in een artikel uit 1981 over het onderwerp dat "16,25 miljard USD per jaar kan worden bespaard door energiebesparing door tribologie".

En in een recenter artikel uit 2019 concludeerden onderzoekers dat recente ontwikkelingen in nieuwe materialen, smeermiddelen en ontwerpwijzigingen energieverliezen met 18-40% kunnen verminderen, voornamelijk als gevolg van wrijving en slijtage. Kortom: de toenemende aandacht voor tribologie is een belangrijk "laaghangend fruit" in veel industriële toepassingen.

2. Elektrificatie

De auto-industrie heeft zich al lang sinds lange tijd gespecialiseerd in tribologie testen voor onderdelen, smeermiddelen en oppervlaktebehandeling, maar ook voor de assemblagelijnen. Maar sinds enkele jaren kent de industrie een versnelling in de verschuiving van interne verbrandingsmotor (ICE) naar elektrische voertuigen (EV).

Hoewel de verschuiving van ICE naar EV grote efficiëntieverbeteringen teweegbrengt door wrijvingsreductie, brengt deze verschuiving ook een hele nieuwe reeks slijtage- en wrijvingsuitdagingen met zich mee, niet in het minst met betrekking tot de elektrische aandrijving: veel hogere rotatiesnelheden en de extra complicatie van elektrische velden die EDM-schade (Electrical Discharge Machining) kunnen veroorzaken, zijn grote uitdagingen die moeten worden opgelost voordat betaalbare en duurzame elektrische wagens volledig de interne verbrandingsmotoren uit de markt kunnen duwen. 

Een hieraan gerelateerd onderwerp is hernieuwbare windenergie: dit segment creëert ook een groeiende vraag naar tribologisch onderzoek en testen: het vermijden van voortijdig falen van componenten om de onderhoudskosten te verlagen, en een toename van hun efficiëntie om de energie-output te verhogen, zijn hiervoor de drijvende factoren.

3. Industrie 4.0

De toegenomen automatisering door robotica heeft tribologie nog kritischer gemaakt voor productieprocessen, omdat veel soorten glij- en wentellagers in deze processen worden gebruikt, enn wrijving is een belangrijke overweging voor robotontwerpers. Naarmate de automatisering van productieprocessen verder zullen worden ontwikkeld, zullen er ook steeds meer mogelijkheden zijn voor "reshoring" (het terughalen van productieprocessen die in de laatste decennia werden verplaatst naar lage loonlanden), omdat de afhankelijkheid van goedkope arbeid in relevantie afneemt. De toegenomen vraag naar tribologiespecialisten zal dus ongetwijfeld aanhouden.

Een ander opmerkelijk voorbeeld is additive manufacturing, omdat de tribologische eigenschappen van de materialen die worden gebruikt om filamenten te maken voor 3D-printen of FDM (Fused Deposit Modeling) en op eindproducten geproduceerd door FFF (Fused Filament Fabrication) of SLS (Selective Laser Sintering) nog vrij onbekend zijn.

4. De circulaire economie

Door het toenemend belang van milieuoverwegingen en materiaalvoetafdruk wordt tribologie testen ook steed belangrijker: er is een heel nieuwe toepassing in aanmaak rond het maken van natuurlijke of biologisch afbreekbare smeermiddelen, en zo ook de tribologische eigenschappen van milieuvriendelijke oppervlaktebehandelingen.

Dit onderwerp wordt steeds belangrijker omdat er vanuit de Europese Unie een toenemende druk bestaat is om de principes van de circulaire economie toe te passen en daarom een "cradle-to-cradle" benadering van biochemische componenten te hanteren. Hieraan gekoppeld is de noodzaak om de levensverwachting van consumentenproducten te verhogen. Dit brengt ook een extra behoefte aan tribologische tests met zich mee.

Bovendien, naarmate fabrikanten hun bedrijfsmodel zullen verschuiven naar "product-as-a-service" (neem Rolls-Royce's "power-by-the-hour" -voorbeeld als een best practice), zullen ze een groeiende stimulans hebben om de levensduur van producten te verbeteren, omdat producten die langer meegaan langer kunnen worden gehuurd of geleased. Eco-design zal in hun eigen belang zijn, en geplande veroudering zal eindelijk een probleem uit het verleden kunnen worden. De discipline tribologie is hierbij een voordehandliggend aandachtsgebied voor onderzoeks- en ontwikkelingsafdelingen die gericht zijn op het verlengen van de levensduur  producten en het verkleinen van de materiaalvoetafdruk.

Conclusie: De overgang naar een koolstofneutrale, emissievrije en digitale Europese industrie verhoogt de inzet voor tribologen en tribologietestexperts. Materiaalleveranciers, verwerkings- en productiebedrijven en coatingspecialisten kunnen hun Chief Financial Officer (CFO) dus best bijscholen over het onderwerp, zodat hun bedrijven meer gaan investeren in extra tribologie-gerelateerde expertise of samenwerking met specialisten.

Tribologie is dus een hygiënefactor voor bedrijven die succesvol willen zijn in een "Groen en Digitaal Europa".

Geschreven door Nele Van Campfort

Geïnteresseerd in meer informatie over wrijvings- en slijtagetests, het huren van testapparatuur of deskundig advies? Bekijk dan onze catalogus via https://www.irevitalise.eu/nl/capaciteit/testen-en-analyses/mechanische-testen/wrijvings-en-slijtagetesten