In der Fertigungsindustrie geht es darum, Grenzen zu überwinden – neue Wege zu finden, die neuesten Entdeckungen zu verfolgen, neue Technologien und Forschungsmethoden zu nutzen und vielversprechende Talente für sich zu gewinnen.
„„Wir arbeiten an hochaktuellen Themen und investieren unsere eigenen internen Ressourcen, um unsere Führungsposition in diesem Bereich zu behaupten“, sagt Ryan Evans, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung, „aber wir arbeiten auch mit externen Partnern zusammen. Sie versuchen, wie wir, zu entscheiden, welche technischen Risiken wir heute eingehen sollten, um die Entwicklungen von morgen voranzutreiben.“
Forscher von Timken arbeiten derzeit mit einem Dutzend Universitäten und nationalen Laboren zusammen, darunter die Purdue University und das Oak Ridge National Laboratory, sowie die RWTH Aachen und die Sheffield University. Die Projekte reichen von der Entwicklung von Legierungen über die dynamische Modellierung bis hin zur Anwendungstechnik.

Die Vorteile einer Partnerschaft
Neben spezialisierten Experten, Professoren und Studierenden bieten technische Partner oft modernste, manchmal stark regulierte Anlagen und Ausrüstungen. Oak Ridge ist nur ein Beispiel: Es ist eine der wenigen Einrichtungen weltweit, die über eine Neutronenstreuanlage verfügt, die auf Kernspaltung beruht – etwas, wozu nur wenige Labore auf der Welt berechtigt sind.

„Viele aktuelle Erkenntnisse, die die Nachhaltigkeit und Energieeffizienz für Timken-Kunden vorantreiben, haben ihre Wurzeln in unseren langjährigen akademischen Beziehungen im Bereich der Rheologie“, sagt [Ryan] Evans.
Partnerschaften mit Hochschulen bieten Timken-Forschern außerdem die Möglichkeit, talentierte Studierende zu finden und zu rekrutieren – die nächste Generation der Technologieführerschaft. „Wir sind ständig bemüht, die besten und klügsten Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen einzustellen, und unsere gemeinsamen Forschungsprojekte sind eine großartige Möglichkeit, sie in in ihrer natürlichen Umgebung zu entdecken“, sagt Evans. Die enge Zusammenarbeit mit Universitäten hilft der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Timken dabei, sich mit den besten Studierenden zu vernetzen und in Kontakt zu treten, die vielversprechende Arbeit in Bereichen leisten, die für das Unternehmen wichtig sind.
Dabei gehen die Vorteile in beide Richtungen. „Unsere technischen Partner erhalten Zugang zu Timkens industrieller Perspektive – Einblick in unser Verständnis dafür, was der Markt braucht und was einen Mehrwert schafft“, sagt Evans. „Die Forscher nutzen diese Informationen, um technische Grundlagen zu identifizieren, mit denen sie auf nicht proprietäre Weise arbeiten können, um vorwettbewerbliche Forschung durchzuführen. Wir veröffentlichen die Forschungsergebnisse gemeinsam und treiben so den Stand der Technik voran.“
Timken-Kunden dabei helfen, ihre Branchen anzuführen
Manche Partnerschaften, wie die mit der Purdue University, bestehen schon seit Jahrzehnten. „Viele unserer Modelle zur dynamischen Lageranalyse stammen aus der Grundlagenforschung, die vor vielen Jahren in Zusammenarbeit mit Purdue entwickelt wurde“, sagt Evans. Diese Modelle ermöglichen es den Timken-Ingenieuren, die Leistung von Lagern zu analysieren und vorherzusagen, um Kunden dabei zu helfen, die Leistung ihrer Anwendung vor Ort zu verstehen.
Vor einigen Jahren, als E-Mobility-Kunden erstmals Timken-Ingenieure um Vorhersagen zur Lagereffizienz in ihren Systemen baten, wandten sich Evans und sein Team an Georgia Tech, um zu verstehen, wie sich die Ölviskosität unter Druck verändert. Die Unternehmensleitung beschloss, in einige der Geräte zu investieren, die sie bei Georgia Tech gesehen hatten, und heute spielt das Rheologie-Labor von Timken eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Elektrofahrzeugtechnologie.
Heute arbeitet das Rheologieteam mit der Universität Akron an Innovationen für wasserbasierte Schmierstoffe. „Viele aktuelle Erkenntnisse, die die Nachhaltigkeit und Energieeffizienz für Timken-Kunden vorantreiben, haben ihre Wurzeln in unseren langjährigen akademischen Beziehungen im Bereich der Rheologie“, sagt Evans.
Die Zukunft: KI und maschinelles Lernen
In den nächsten Jahren erwartet Evans weitere Partnerschaften, die sich auf künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen konzentrieren. „Wir beschäftigen uns mit künstlicher Intelligenz für die Qualitätssicherungstechnologieund um unser Wissen und unsere Archive für die Ausbildung neuer Ingenieure zu nutzen“, so Evans. „Wir betrachten sie auch im Hinblick auf die Maschinenüberwachung und -steuerung, die Automatisierung von Fertigungsbereichen und die Fabriken der Zukunft.“
Während die Technologie der Welt neue Möglichkeiten eröffnet, helfen Timkens akademische Partner dem Unternehmen, immer einen Schritt voraus zu sein, damit auch die Kunden dies tun können. „Diese externen Beziehungen ermöglichen es uns, zu experimentieren und technisch unsichere Konzepte auszuprobieren, während unsere internen Forscher die kurzfristigeren Technologien, die unsere Branche weiterhin in die Zukunft führen, verfeinern und erproben“, sagt Evans.
Zukunftsweisende Forschung
Timkens erstklassige F+E-Team arbeitet mit nationalen Labors und Universitäten auf der ganzen Welt zusammen. Hier sehen Sie einige zukunftsweisende Projekte, an denen wir derzeit arbeiten.
Die Werkstoffe der Zukunft entwickeln
Ryan Evans, Leiter der F+E-Abteilung
Partner:
Ames und Argonne National Laboratories
Warum eine Partnerschaft?
Dieses Projekt bringt ein vertikal integriertes Team aus führenden Forschungseinrichtungen und Industriepartnern zusammen, um die Entwicklung von leichten, hoch entropischen und superelastischen Legierungen zu beschleunigen, die dazu beitragen werden, die Landschaft der globalen Energieerzeugung zu verändern.
Kundenergebnisse:
Das Team hat sich die Entwicklung von Legierungen zum Ziel gesetzt, die Betriebs- und Wartungskosten für Windturbinen um 20 bis 40 % senken und die Lagerlebensdauer für diese Anwendungen um mehr als 100 % erhöhen.
Die neuen Legierungen werden auch die Earth-Shot-Initiative des US-Energieministeriums ermöglichen, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Kosten für sauberen Wasserstoff bis 2030 um 80 % zu senken. Probleme mit derzeitigen Werkstoffen verhindern die Verbreitung von wasserstoffbasierten Anwendungen zur Speicherung, Verteilung und zum Transport von Energie, wie beispielsweise Gasturbinen, die Passagierflugzeuge antreiben.
„Wir freuen uns darauf, moderne, Nicht-Stahl-Werkstoffe wie diese hoch entropischen und superelastischen Legierungen zu erforschen, um herauszufinden, ob sie unseren Produkten sowohl unter normalen als auch unter extremen Umweltbedingungen einen Mehrwert bringen können. Es macht Sinn, diese Herausforderung anzunehmen und dazu mit Ames und Argonne National Labs, zwei der weltweit führenden Forschungseinrichtungen, Partnerschaften einzugehen.“
– Ryan Evans
Verhindern des vorzeitigen Ausfalls der Hauptwellenlager von Windkraftanlagen
Scott Hyde, Leitender Wissenschaftler, Materialforschung und -entwicklung
Partner: Argonne National Lab
Programmziele:
Verständnis der Wirkung elektrischer Streuströme auf Lagerschäden mit weiß anätzenden Rissen oder sog. White Etching Cracks (WECs) in den Hauptwellenlagern von Windkraftanlagen. Untersuchung tribologischer und materieller Faktoren, einschließlich der Stahlmorphologie, Zusammensetzung, Wärmebehandlung und Schmierstoffchemie.
Warum eine Partnerschaft?
Ein Kunde bat Timken um die Teilnahme an dieser Studie, die im Argonne National Lab effizienter durchgeführt werden konnte als vor Ort bei Timken. Timken stellt Probenvorbereitung, Materialanalyse und Lagerexpertise zur Verfügung und gewinnt gleichzeitig Erkenntnisse und eine potenzielle Lösung für ein dringendes Problem eines Kunden aus der Windenergiebranche.
Kundenergebnisse:
Die aus dieser Forschung gewonnenen Erkenntnisse könnten der Industrie dabei helfen, Lagersysteme für Windkraftanlagen zu liefern, die den extremen Bedingungen in Windenergieanwendungen besser gewachsen sind.
„Es ist anregend, sich mit anderen führenden Experten aus der Forschungsgemeinschaft über dieses spannende und relevante Thema auszutauschen, Ergebnisse zu diskutieren und Erfahrungen zu teilen.“
– Scott Hyde
Auswertung von Schwarzoxidbeschichtungen auf atomarer Ebene
Vikram Bedekar, Manager für Materialforschung und -entwicklung
Lizeth Sanchez, Leitender Materialingenieur
Partner: Oak Ridge National Laboratory
Programmziele:
Reduzierung der Bearbeitungszeit und Verbesserung der Leistung der Schwarzoxidbeschichtung in Lagern von Windkraftanlagen mithilfe der Analyse der Atomsonden-Tomographie (APT), um ihre Zusammensetzung und Struktur zu ermitteln.
Warum eine Partnerschaft?
Die Schwarzoxidbeschichtung, die zur Verringerung des Verschleißes und zur Verbesserung der Leistung von Lagern in Windkraftanlagen verwendet wird, ist extrem dünn, was ihre Charakterisierung erschwert. Das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums verfügt über moderne Geräte für die Atomsonden-Tomographie, mit denen Timken-Forscher die Chemie der Schwarzoxidbeschichtung auf atomarer Ebene untersuchen können, um zu sehen, wie die Atome angeordnet sind.
Kundenergebnisse:
Anhand der Erkenntnisse aus dieser Studie ermittelt das Team Möglichkeiten, die Kosten von Schwarzoxidbeschichtungen zu senken und ähnliche, funktionelle Beschichtungen mit reduzierten Prozesszykluszeiten zu erzielen. Durch ein besseres Verständnis der Bestandteile der Beschichtung hofft das Team auch, Wege zu finden, um die Leistung der Beschichtung im Laufe der Zeit zu verbessern.
„Ich habe zum ersten Mal in diesem historischen Labor gearbeitet und konnte die Einrichtung besichtigen und mir all die verschiedenen Mikroskope ansehen. Es war äußerst interessant, das Material auf dieser Ebene zu analysieren, seine atomare Zusammensetzung zu verstehen und von Anfang bis Ende Teil des Prozesses zu sein.“
– Lizeth Sanchez
Das Programm Innovation Spotlight belohnt Forscher aus der F+E-Abteilung, die Kundennutzen schaffen und den Erfolg von Timken vorantreiben. Lesen Sie mehr.
Last Updated: 2025/02/14
Published: 2025/02/3