أصدرت الجمعية الصينية للهندسة الميكانيكية رسمياً معايير المجموعة الثالثة لسلسلة محامل السيراميك بالكامل من سلسلة المحامل الخزفية.

بحسب دراسة سوقية أجرتها شركة 3D Science Valley، تركز شركات الطباعة ثلاثية الأبعاد للسيراميك على البحث والتطوير لأنظمة ومواد الطباعة ثلاثية الأبعاد للسيراميك على مستوى الإنتاج، في حين تدخل تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ذات التكلفة المنخفضة والدقة العالية إلى السوق. ويتجه أحدث تطور في مجال التصنيع الإضافي للسيراميك نحو دخول مجال تصنيع المنتجات ذات القيمة المضافة العالية، بما في ذلك هوائيات الجيل الخامس المصنوعة من السيراميك، ومُجمِّعات الأشعة المصنوعة من السيراميك، والمكونات النووية، والمحامل المصنوعة من السيراميك...

أصدرت الجمعية الصينية للهندسة الميكانيكية مؤخراً معايير رسمية لسلسلة محامل السيراميك الكاملة المكونة من ثلاث مجموعات.

© الجمعية الصينية للهندسة الميكانيكية

تتناول مقالة غو بعنوان "تاريخ وتطور ومستقبل تصنيع السيراميك بالإضافة" سبعة أنواع من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج مكونات سيراميكية كثيفة ومتطورة هيكليًا، وذلك من منظور تاريخي. ويمكن إرجاع العديد من تحديات تصنيع السيراميك بالإضافة، الذي بدأ بعد أكثر من عقد من الزمن من بدء تصنيع المواد المعدنية والبلاستيكية، إلى الصعوبات المتأصلة في معالجة السيراميك الهيكلي، بما في ذلك درجات حرارة المعالجة العالية، والخواص الميكانيكية الحساسة للعيوب، وضعف خصائص المعالجة. ولتطوير مجال تصنيع السيراميك بالإضافة، ينبغي أن تركز الأبحاث والتطوير المستقبلية على توسيع نطاق اختيار المواد، وتحسين الطباعة ثلاثية الأبعاد والتحكم في عمليات ما بعد المعالجة، بالإضافة إلى القدرات الفريدة مثل المعالجة متعددة المواد والمعالجة الهجينة.
"مفاصل" المعدات الصناعية

تعتبر المحامل بمثابة "المفصل" للمعدات الصناعية، ويؤثر أداؤها بشكل مباشر على التشغيل الموثوق لأكثر من تريليون قطعة من المعدات الرئيسية في الاقتصاد الوطني ومجال الدفاع الوطني.

يشير مصطلح "المحامل الخزفية بالكامل" إلى منتجات المحامل عالية التقنية المصنوعة من مواد خزفية، مثل الحلقة الداخلية/الخارجية وجسم الدوران. وتحظى هذه المحامل عالية الدقة بطلب واسع في قطاعات أدوات آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) المحلية، والدفاع الوطني، والفضاء، والبتروكيماويات، والمعدات الطبية، وغيرها من مجالات تكنولوجيا المعدات المتطورة، ويعكس مستوى تصنيعها القدرة التنافسية الأساسية للصناعات التحويلية المتطورة على المستوى الوطني.

يُعد توطين محامل السيراميك فائقة الدقة للمعدات المتطورة ذا أهمية كبيرة لتحسين المستوى العام والقدرة التنافسية الأساسية للصناعة المحلية وصناعة تصنيع المعدات، وتعزيز تطوير المعدات المتطورة المحلية لتصبح ذكية وصديقة للبيئة.

استخدام المحامل المصنوعة بالكامل من السيراميك في المعدات المتطورة

تشمل المواد الخزفية الهندسية المستخدمة في المحامل الخزفية بالكامل بشكل رئيسي نتريد السيليكون (Si3N4) والزركونيا (ZrO2) وكربيد السيليكون (SiC)، وغيرها، والتي تتميز بخصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة لا تتوفر في المواد المعدنية التقليدية. وفيما يلي أهم مزايا المحامل الخزفية المصنوعة من هذا النوع من المواد:

(1) إن صلابة المواد الخزفية الهندسية أعلى بكثير من صلابة فولاذ المحامل العادي، ويمكن زيادة عمر خدمة المحامل الخزفية بالكامل من نفس النوع بأكثر من 30٪ في ظل ظروف العمل نفسها؛

(2) معامل التشوه الحراري لمادة السيراميك الهندسية هو 1/4 ~ 1/5 فقط من معامل التشوه الحراري لصلب المحامل، ويمكن للمحمل المصنوع بالكامل من السيراميك أن يُظهر مقاومة جيدة للصدمات الحرارية وأداء خدمة مستقر في ظل ظروف العمل ذات درجات الحرارة العالية للغاية ودرجات الحرارة المنخفضة وفروق درجات الحرارة الكبيرة؛

(3) كثافة مادة السيراميك الهندسية، وعزم القصور الذاتي الدوراني وقوة الطرد المركزي صغيرة، ومناسبة للسرعات العالية للغاية، وقدرة تحمل قوية، ومقاومة جيدة للتآكل، ومعدل فشل منخفض؛

(4) تتمتع السيراميك الهندسية بمقاومة للتآكل، وعزل مغناطيسي كهربائي، وخصائص أخرى، ولها مزايا مطلقة في أداء العمل في ظل ظروف التآكل، والمجال المغناطيسي القوي، والتآكل الكهربائي.

تصل درجة حرارة التشغيل القصوى للمحامل الخزفية بالكامل حاليًا إلى أكثر من 1000 درجة مئوية، ويمكن أن يصل وقت التشغيل المتواصل إلى أكثر من 50000 ساعة، كما أنها تتميز بخاصية التشحيم الذاتي، وتضمن دقة التشغيل وعمر الخدمة حتى في حالة عدم الحاجة إلى التشحيم. وتعوض الخصائص الهيكلية للمحامل الخزفية بالكامل عيوب المحامل المعدنية في التطبيقات الهندسية. فهي تتمتع بخصائص فائقة السرعة، ومقاومة عالية/منخفضة لدرجات الحرارة، ومقاومة للتآكل، ومقاومة للتآكل الكيميائي، وعزل مغناطيسي كهربائي، وتشحيم ذاتي بدون زيت، وغيرها. وهي مناسبة للبيئات القاسية للغاية وظروف التشغيل الخاصة، ولها آفاق تطبيق واسعة في المجالات التقنية المتقدمة.

معيار المحامل الخزفية بالكامل

في الآونة الأخيرة، وافقت لجنة العمل المعنية بالتوحيد القياسي التابعة للجمعية الصينية للهندسة الميكانيكية على المعايير الثلاثة التالية التي تم إصدارها رسمياً.

محمل انزلاقي خزفي بالكامل، محمل انزلاقي مركزي (T/CMES 04003-2022)

محامل دوارة، جميعها من السيراميك، محامل أسطوانية (T/CMES 04004-2022)

"المواصفات الهندسية والتفاوتات لمنتجات محامل الكرات الأسطوانية المصنوعة بالكامل من السيراميك" (T/CMES04005-2022)

تم تنظيم سلسلة المعايير من قبل فرع هندسة الإنتاج التابع للجمعية الصينية للهندسة الميكانيكية، بقيادة جامعة شنيانغ جيانتشو (المختبر الهندسي المشترك الوطني والمحلي لـ "معدات وتقنيات معالجة التحكم الرقمي الحجري عالية الجودة"). وسيتم تطبيق سلسلة المعايير رسميًا في أبريل 2022.

تحدد هذه السلسلة من المعايير الفنية المصطلحات والتعريفات والنماذج والأبعاد ونطاق التفاوت ومعايير الخلوص لمحامل الوصلات الخزفية بالكامل. كما تحدد تصنيف ومتطلبات المعالجة الفنية ومتطلبات المطابقة الفنية ومتطلبات أخاديد القطع لمحامل الأسطوانات الخزفية بالكامل؛ بالإضافة إلى حجم وخصائص هندسية وانحراف حد الحجم الاسمي وقيمة التفاوت لمحامل الكرات الخزفية بالكامل ذات الثقوب الأسطوانية، وتحدد واجهة عمل المحامل الخزفية بالكامل (باستثناء الشطف). وبناءً على هذه السلسلة من المعايير، يتم توحيد تصميم وإنتاج وتجميع واختبار المحامل الخزفية بالكامل، مما يضمن جودة أداء المحامل الخزفية بالكامل، ويتجنب الخسائر غير الضرورية أثناء عمليات المعالجة والاختبار والاستخدام، ويوجه صناعة المحامل الخزفية بالكامل المحلية نحو التطور الصحي والمنظم، ويعزز سلامة وموثوقية واقتصادية استخدام المحامل الخزفية بالكامل، مما يؤثر بشكل كبير على تحسين دقة منتجات المحامل الخزفية بالكامل المحلية.

الجمعية الصينية لهندسة الميكانيكا (CMES) هي منظمة اجتماعية وطنية مؤهلة للقيام بأنشطة التقييس المحلية والدولية. ومن مهامها وضع معاييرها الخاصة لتلبية احتياجات الشركات والسوق، وتعزيز الابتكار والتطوير في صناعة الآلات. ويمكن للمنظمات والأفراد في الصين تقديم مقترحات لصياغة معايير الجمعية الصينية لهندسة الميكانيكا ومراجعتها، والمشاركة في الأعمال ذات الصلة.

تتألف لجنة العمل المعنية بالتوحيد القياسي التابعة لمركز CMES من 28 خبيرًا معروفًا من الكليات والجامعات المحلية ومؤسسات البحث والشركات ومؤسسات الاختبار والشهادات وما إلى ذلك، و40 مجموعة عمل مهنية مسؤولة عن تطوير المعايير.