Según un estudio de mercado de 3D Science Valley, las empresas de impresión 3D cerámica se centran en la investigación y el desarrollo de sistemas y materiales de impresión 3D cerámicos de producción, a medida que se incorporan al mercado tecnologías de impresión 3D de menor coste y mayor precisión. La última tendencia en la fabricación aditiva cerámica es la entrada en el sector de la fabricación de productos de alto valor añadido, como antenas 5G, colimadores, componentes nucleares y rodamientos cerámicos.
Recientemente, la Sociedad de Ingeniería Mecánica de China publicó oficialmente las series de rodamientos cerámicos de los tres grupos de normas.
© Sociedad China de Ingeniería Mecánica
La columna de Gu, "Historia, desarrollo y futuro de la fabricación aditiva de cerámica", analiza siete tipos de tecnologías de impresión 3D para fabricar componentes cerámicos densos y estructuralmente avanzados desde una perspectiva histórica. Muchos de los desafíos de la fabricación aditiva de cerámica, que comenzó más de una década después que los materiales metálicos y plásticos, se remontan a las dificultades inherentes al procesamiento de cerámica estructural, como las altas temperaturas de procesamiento, las propiedades mecánicas sensibles a los defectos y las malas propiedades de procesamiento. Para consolidar el campo de la fabricación aditiva de cerámica, la I+D futura debe centrarse en ampliar la selección de materiales, mejorar la impresión 3D y el control del posprocesamiento, y en capacidades únicas como el procesamiento multimaterial e híbrido. 3D Valley of Science.
Las "articulaciones" de los equipos industriales
El rodamiento se considera la "unión" de los equipos industriales y su rendimiento afecta directamente el funcionamiento confiable de más de un billón de equipos importantes en la economía nacional y el campo de defensa nacional.
Los rodamientos totalmente cerámicos se refieren a productos de alta tecnología fabricados con materiales cerámicos, como anillos interiores y exteriores y cuerpos rodantes. Los rodamientos totalmente cerámicos de alta precisión tienen una amplia demanda en los sectores nacionales de máquinas herramienta CNC, defensa nacional, aeroespacial, petroquímico, equipos médicos y otros sectores tecnológicos de equipos de alta gama, y su nivel de fabricación refleja la competitividad de la fabricación nacional de alta gama.
La localización de cojinetes totalmente cerámicos de ultraprecisión para equipos de alta gama es de gran importancia para mejorar el nivel general y la competitividad central de la industria nacional y la industria de fabricación de equipos, y promover el desarrollo de equipos nacionales de alta gama inteligentes y ecológicos.
Aplicación de rodamientos totalmente cerámicos en equipos de alta gama
Los materiales cerámicos de ingeniería utilizados en rodamientos totalmente cerámicos incluyen principalmente nitruro de silicio (Si₃N₄), zirconio (ZrO₂), carburo de silicio (SiC), etc., que poseen excelentes propiedades físicas y químicas que los materiales metálicos tradicionales no poseen. Las principales ventajas de los rodamientos totalmente cerámicos fabricados con este tipo de material son las siguientes:
(1) La dureza del material cerámico de ingeniería es mucho mayor que la del acero para cojinetes ordinario, y la vida útil de los cojinetes totalmente cerámicos del mismo tipo se puede incrementar en más del 30% en las mismas condiciones de trabajo;
(2) El coeficiente de deformación térmica del material cerámico de ingeniería es solo 1/4~1/5 del del acero para cojinetes, y el cojinete totalmente cerámico puede mostrar una buena resistencia al choque térmico y un rendimiento de servicio estable en condiciones de trabajo con temperaturas extremadamente altas, bajas y grandes diferencias de temperatura;
(3) La densidad del material cerámico de ingeniería, la inercia rotacional y la fuerza centrífuga son pequeñas, adecuadas para velocidades ultra altas y una fuerte capacidad de carga, buena resistencia al desgaste y baja tasa de fallas;
(4) Las cerámicas de ingeniería tienen resistencia a la corrosión, aislamiento magnetoeléctrico y otras características, y tienen ventajas absolutas en el rendimiento de trabajo en condiciones de corrosión eléctrica, campos magnéticos fuertes y corrosivos.
Actualmente, la temperatura máxima de trabajo de los rodamientos totalmente cerámicos supera los 1000 ℃, su tiempo de trabajo continuo puede superar las 50 000 h, y cuentan con características de autolubricación, garantizando la precisión y la vida útil incluso sin lubricación. Las características estructurales de los rodamientos totalmente cerámicos compensan las deficiencias de los rodamientos metálicos en aplicaciones de ingeniería. Se caracterizan por su ultraalta velocidad, resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, aislamiento magnetoeléctrico y autolubricación sin aceite. Son adecuados para entornos extremadamente hostiles y condiciones de trabajo especiales, y tienen amplias posibilidades de aplicación en campos técnicos de alta gama.
Estándar de cojinetes totalmente cerámicos
Recientemente, el Comité de Trabajo de Normalización de la Sociedad de Ingeniería Mecánica de China aprobó las siguientes tres normas publicadas oficialmente.
Cojinete liso totalmente cerámico Cojinete liso central (T/CMES 04003-2022)
Rodamientos de rodillos cilíndricos totalmente cerámicos (T/CMES 04004-2022)
"Especificaciones geométricas y tolerancias para rodamientos de bolas cilíndricos totalmente cerámicos" (T/CMES04005-2022)
La serie de normas está organizada por la División de Ingeniería de Producción de la Sociedad China de Ingeniería Mecánica y dirigida por la Universidad Jianzhu de Shenyang (laboratorio de ingeniería conjunto nacional y local de "Equipos y Tecnología de Procesamiento de Control Numérico de Piedra de Alta Calidad"). La serie de normas se implementará oficialmente en abril de 2022.
Esta serie de normas técnicas especifica los términos, definiciones, modelos específicos, dimensiones, rangos de tolerancia y estándares de holgura de los rodamientos de juntas totalmente cerámicos. Clasificación, requisitos técnicos de procesamiento, requisitos técnicos de coincidencia y requisitos técnicos de ranura de corte de todos los rodamientos de rodillos cilíndricos cerámicos; tamaño y características geométricas, desviación límite de tamaño nominal y valor de tolerancia de los rodamientos de bolas totalmente cerámicos con orificio cilíndrico, definen la interfaz de trabajo de los rodamientos totalmente cerámicos (excepto el biselado). Con base en la serie de normas, se estandariza aún más el proceso de diseño, producción, ensamblaje y prueba de los rodamientos totalmente cerámicos, se garantiza la calidad general del rendimiento de los rodamientos cerámicos, se evitan pérdidas innecesarias en el proceso de procesamiento, prueba y uso de los rodamientos cerámicos, se guía la industria nacional de rodamientos cerámicos completos para un desarrollo saludable y ordenado, se promueve la seguridad, confiabilidad y economía de los rodamientos cerámicos completos en el proceso de uso, y se tiene una profunda influencia en la mejora de la precisión de los productos nacionales de rodamientos cerámicos completos.
La Sociedad de Ingeniería Mecánica de China (CMES) es una organización social nacional habilitada para realizar actividades de normalización nacionales e internacionales. Uno de los objetivos de la CMES es desarrollar normas CMES para satisfacer las necesidades de las empresas y el mercado, y promover la innovación y el desarrollo de la industria de la maquinaria. Organizaciones e individuos en China pueden presentar propuestas para la formulación y revisión de las normas CMES y participar en las labores pertinentes.
El Comité de Trabajo de Normalización del CMES está compuesto por 28 expertos reconocidos de colegios y universidades nacionales, instituciones de investigación, empresas, instituciones de pruebas y certificación, etc., y 40 grupos de trabajo profesionales son responsables del desarrollo de normas.
Hora de publicación: 30 de marzo de 2022