3Dサイエンスバレーの市場調査によると、セラミック3Dプリント企業は、生産レベルのセラミック3Dプリントシステムと材料の研究開発に注力しており、低コストで高精度な3Dプリント技術が市場に参入しています。セラミック積層造形の最新の開発動向は、セラミック5Gアンテナ、セラミックコリメータ、原子力部品、セラミックベアリングなど、高付加価値製品の製造分野への進出です。
最近、中国機械工程協会オールセラミックベアリングシリーズの3つのグループの標準が正式に発表されました。
© 中国機械工学学会
顧氏のコラム「積層造形セラミックスの歴史、発展、そして未来」では、高密度で構造的に高度なセラミック部品を製造するための7種類の3Dプリント技術について、歴史的観点から考察しています。金属やプラスチック材料よりも10年以上遅れて登場したセラミック積層造形における課題の多くは、構造用セラミックスの加工に固有の難しさ、例えば高い加工温度、欠陥に敏感な機械的特性、低い加工特性などに起因しています。セラミック積層造形分野を成熟させるためには、今後の研究開発において、材料選択の拡大、3Dプリントおよび後加工制御の向上、そしてマルチマテリアルやハイブリッド加工といった独自の機能に重点を置く必要があります。3D Valley of Science
産業機器の「ジョイント」
ベアリングは産業設備の「関節」とみなされており、その性能は国民経済と国防分野の1兆個以上の主要設備の信頼できる動作に直接影響を及ぼします。
オールセラミックベアリングとは、内輪・外輪、転動体などにセラミック材料を用いたハイテクベアリング製品を指します。高精度オールセラミックベアリングは、国内のCNC工作機械、国防、航空宇宙、石油化学、医療機器などのハイエンド設備技術分野で幅広い需要があり、その製造レベルは国内ハイエンド製造業の中核競争力を反映しています。
ハイエンド機器向け超精密オールセラミックベアリングの国産化は、国内産業と機器製造業の総合レベルと中核競争力の向上、そして国産ハイエンド機器のスマート化とグリーン化の推進に大きな意義を持っています。
高級機器におけるオールセラミックベアリングの応用
オールセラミック軸受に使用されるエンジニアリングセラミック材料には、主に窒化ケイ素（Si3N4）、ジルコニア（ZrO2）、炭化ケイ素（SiC）などがあり、これらは従来の金属材料にはない優れた物理的・化学的特性を有しています。これらの材料で作られたオールセラミック軸受の主な利点は次のとおりです。
（１）エンジニアリングセラミック材料の硬度は普通の軸受鋼よりもはるかに高く、同じ作業条件下では同種のオールセラミック軸受の耐用年数が30％以上向上します。
（2）エンジニアリングセラミック材料の熱変形係数は軸受鋼の1/4〜1/5に過ぎず、オールセラミック軸受は、極端な高温、低温、温度差の大きい作業条件下でも優れた耐熱衝撃性と安定した使用性能を発揮します。
（３）エンジニアリングセラミック材料は密度が高く、回転慣性および遠心力が小さく、超高速に適しており、支持力が強く、耐摩耗性に優れ、故障率が低い。
（４）エンジニアリングセラミックスは、耐食性、磁気電気絶縁性などの特性を有し、腐食性、強磁場、電気腐食条件下での作業性能に絶対的な優位性を持っています。
現在、オールセラミックベアリングの最高使用温度は1000℃を突破し、連続使用時間は50000時間以上に達し、自己潤滑特性を備え、無潤滑状態でも作業精度と寿命を確保できます。オールセラミックベアリングの構造特性は、エンジニアリング用途において金属ベアリングの欠点を補うものであり、超高速性、耐高温・耐低温性、耐摩耗性、耐腐食性、磁電絶縁性、オイルフリー自己潤滑性などの特性を有しています。極めて過酷な環境や特殊な作業条件にも適しており、ハイエンド技術分野における幅広い応用展望を有しています。
オールセラミックベアリング標準
最近、中国機械工程学会標準化作業委員会は、以下の3つの規格を承認し、正式にリリースしました。
オールセラミックすべり軸受 Centtribular Plain Bearing (T/CMES 04003-2022)
転がり軸受 オールセラミック円筒ころ軸受 (T/CMES 04004-2022)
「円筒形オールセラミックボールベアリング製品の幾何学的仕様と公差」（T/CMES04005-2022）
この一連の標準規格は、中国機械工学学会生産工学支部が主催し、瀋陽江津大学（「高級STONE数値制御加工設備技術」の国と地方の共同工学実験室）が主導しています。この一連の標準規格は、2022年4月に正式に施行される予定です。
この一連の技術標準は、オールセラミックジョイントベアリングの関連用語、定義、具体的な型番、寸法、許容範囲、クリアランス基準を規定しています。オールセラミック円筒ころ軸受の分類、加工技術要求、マッチング技術要求、およびカッター溝技術要求。また、円筒穴オールセラミックボールベアリングのサイズと幾何学的特性、公称サイズの限界偏差と許容値、オールセラミックベアリングの作業インターフェース（面取りを除く）を定義します。一連の標準に基づいて、フルセラミックベアリングの設計、製造、組み立て、テストプロセスをさらに標準化し、セラミックベアリングの全体的な性能品質を確保し、フルセラミックベアリングの加工、テスト、使用の過程で不要な損失を避け、国内のフルセラミックベアリング業界の健全で秩序ある発展を導き、フルセラミックベアリングの使用過程における安全性、信頼性、経済性を促進し、国内のオールセラミックベアリング製品の精度の向上に大きな影響を与えます。
中国機械工程協会（CMES）は、国内および国際標準化活動を行う資格を有する全国規模の社会組織です。企業や市場のニーズに応え、機械産業の革新と発展を促進するために、cMES規格を策定することは、cMESの業務内容の一つです。中国の組織および個人は、cMES規格の策定および改訂に関する提案を提出し、関連業務に参加することができます。
CMES の標準化作業委員会は、国内の大学、研究機関、企業、試験認証機関などからの 28 人の著名な専門家で構成されており、40 の専門作業グループが標準の開発を担当しています。
投稿日時: 2022年3月30日