Diamantlik motorbeläggning spar miljarder liter bränsle

Att motorkomponenter som beläggs med diamantlika skikt minskar friktionen har forskare känt till i årtionden. Problemet har varit att applicera beläggningen i storskalig produktion.

Nu har forskare vid Fraunhoferinstitutet IWS i Dresden tagit fram en lasermetod som är användbar vid massproduktion.

Genom att använda tekniken i exempelvis kolvringar minskar friktionen i en förbränningsmotor och kan bränsleförbrukningen minska med 100 miljarder liter per år under de kommande tio åren, säger professor Andreas Leson vid institutet och hänvisar till en studie i Tribology International 2012.

Forskarna har lyckats framställa vätefria ta-C-beläggningar i industriell skala. Sådana tetraedriska amorfa kolbeläggningar är betydligt hårdare och mer slitstarka än konventionella diamantlika beläggningar, hävdar forskarna.

De utvecklade en laserteknik där en båge alstras mellan anod och katod (kolet) i vakuum. Därvid bildas ett plasma bestående av koljoner, som bildar en beläggning på arbetsstycket i vakuum.

Lasermetoden kan användas för att lägga på ta-C-beläggningar som är upp till 20 mikrometer tjocka i mycket höga hastigheter.

Tjocka beläggningar är nödvändiga för tillämpningar i fordonsindustrin. Ett företag som forskarna i Dresden arbetar nära med är BMW, som börjar tillämpa metoden i motorer för både bilar och motorcyklar i syfte att minska bränsleförbrukningen.