Według badań rynkowych przeprowadzonych przez 3D Science Valley, przedsiębiorstwa zajmujące się drukiem 3D z ceramiki koncentrują się na badaniach i rozwoju systemów i materiałów do druku 3D z ceramiki na poziomie produkcyjnym, podczas gdy na rynek wchodzą technologie druku 3D o niższych kosztach i wyższej dokładności. Najnowszym trendem rozwojowym w produkcji addytywnej ceramiki jest wejście w obszar produkcji wyrobów o wysokiej wartości dodanej, takich jak ceramiczne anteny 5G, kolimatory ceramiczne, komponenty jądrowe, łożyska ceramiczne...
Niedawno Chińskie Towarzystwo Inżynierii Mechanicznej oficjalnie opublikowało serię trzech grup norm dla łożysk ceramicznych.
© Chińskie Towarzystwo Inżynierii Mechanicznej
W artykule Gu „Historia, rozwój i przyszłość ceramiki addytywnej” omówiono siedem rodzajów technologii druku 3D, które pozwalają na wytwarzanie gęstych i strukturalnie zaawansowanych elementów ceramicznych z perspektywy historycznej. Wiele wyzwań związanych z produkcją addytywną ceramiki, która rozpoczęła się ponad dekadę później niż produkcja metali i tworzyw sztucznych, wynika z nieodłącznych trudności w przetwarzaniu ceramiki konstrukcyjnej, w tym wysokich temperatur przetwarzania, właściwości mechanicznych wrażliwych na defekty oraz słabych właściwości przetwórczych. Aby udoskonalić dziedzinę produkcji addytywnej ceramiki, przyszłe prace badawczo-rozwojowe powinny koncentrować się na poszerzeniu wyboru materiałów, poprawie kontroli druku 3D i obróbki końcowej oraz na unikalnych możliwościach, takich jak przetwarzanie wielomateriałowe i hybrydowe. 3D Valley of Science
„Połączenia” urządzeń przemysłowych
Łożyska są uważane za „połączenie” urządzeń przemysłowych, ich parametry bezpośrednio wpływają na niezawodną pracę ponad biliona głównych urządzeń w gospodarce narodowej i obronie narodowej.
Łożyska całkowicie ceramiczne to zaawansowane technologicznie produkty łożyskowe wykonane z materiałów ceramicznych, takich jak pierścień wewnętrzny/zewnętrzny i korpus toczny. Wysokoprecyzyjne łożyska całkowicie ceramiczne cieszą się dużym popytem w krajowych obrabiarkach CNC, przemyśle obronnym, lotniczym, petrochemicznym, sprzęcie medycznym i innych zaawansowanych technologicznie dziedzinach, a poziom ich produkcji odzwierciedla podstawową konkurencyjność krajowego przemysłu wytwórczego.
Lokalizacja ultraprecyzyjnych łożysk całkowicie ceramicznych do sprzętu wysokiej klasy ma ogromne znaczenie dla poprawy ogólnego poziomu i podstawowej konkurencyjności krajowego przemysłu i branży produkcji sprzętu oraz promowania rozwoju krajowego sprzętu wysokiej klasy w kierunku inteligentnym i ekologicznym.
Zastosowanie łożysk całoceramicznych w sprzęcie wysokiej klasy
Materiały ceramiczne stosowane w łożyskach całoceramicznych to głównie azotek krzemu (Si₃₂N₂), tlenek cyrkonu (ZrO₂), węglik krzemu (SiC) itp., które charakteryzują się doskonałymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi, jakich nie posiadają tradycyjne materiały metalowe. Główne zalety łożysk całoceramicznych wykonanych z tego rodzaju materiału to:
(1) Twardość ceramiki konstrukcyjnej jest znacznie wyższa niż twardość zwykłej stali łożyskowej, a żywotność łożysk całkowicie ceramicznych tego samego typu może być zwiększona o ponad 30% w tych samych warunkach pracy;
(2) Współczynnik odkształcenia cieplnego ceramiki inżynieryjnej wynosi zaledwie 1/4–1/5 współczynnika stali łożyskowej, a łożysko w pełni ceramiczne może wykazywać dobrą odporność na szok termiczny i stabilną pracę w warunkach ekstremalnie wysokich i niskich temperatur oraz dużych różnic temperatur;
(3) gęstość materiału ceramicznego, bezwładność obrotowa i siła odśrodkowa są niewielkie, nadają się do bardzo dużych prędkości, mają dużą nośność, dobrą odporność na zużycie, niski wskaźnik awaryjności;
(4) Ceramika inżynierska ma odporność na korozję, izolację magnetoelektryczną i inne właściwości, a także absolutną przewagę w zakresie wydajności roboczej w warunkach korozji, silnego pola magnetycznego i korozji elektrycznej.
Obecnie maksymalna temperatura pracy łożysk pełnoceramicznych przekracza 1000°C, a ich ciągły czas pracy przekracza 50 000 godzin. Łożyska te posiadają właściwości samosmarujące, co pozwala na zachowanie dokładności pracy i żywotności nawet bez smarowania. Charakterystyka konstrukcyjna łożysk pełnoceramicznych rekompensuje wady łożysk metalowych w zastosowaniach inżynieryjnych. Charakteryzują się one ultrawysoką prędkością obrotową, odpornością na wysokie i niskie temperatury, odpornością na zużycie, odpornością na korozję, izolacją magnetoelektryczną, bezolejowym samosmarowaniem i wieloma innymi zaletami. Nadają się do pracy w ekstremalnie trudnych warunkach i nietypowych warunkach, oferując szerokie możliwości zastosowania w zaawansowanych dziedzinach techniki.
Standardowo wszystkie łożyska ceramiczne
Niedawno Komitet roboczy ds. normalizacji Chińskiego Towarzystwa Inżynierii Mechanicznej zatwierdził oficjalnie następujące trzy normy.
Całkowicie ceramiczne łożysko ślizgowe Centtribular (T/CMES 04003-2022)
Łożyska toczne w całości ceramiczne Łożyska walcowe walcowe (T/CMES 04004-2022)
„Specyfikacje geometryczne i tolerancje dla cylindrycznych, cylindrycznych, pełnoceramicznych łożysk kulkowych” (T/CMES04005-2022)
Seria norm jest organizowana przez Oddział Inżynierii Produkcji Chińskiego Towarzystwa Inżynierii Mechanicznej, a jej koordynatorem jest Uniwersytet Jianzhu w Shenyang (krajowe i lokalne wspólne laboratorium inżynieryjne „wysokiej klasy urządzeń i technologii obróbki kamienia sterowanych numerycznie”). Seria norm zostanie oficjalnie wdrożona w kwietniu 2022 roku.
Niniejsza seria norm technicznych określa powiązane terminy, definicje, konkretne modele, wymiary, zakres tolerancji i luzy łożysk całoceramicznych. Klasyfikacja, wymagania techniczne dotyczące obróbki, wymagania techniczne dopasowania i wymagania techniczne dotyczące rowków frezarskich wszystkich ceramicznych łożysk walcowych; a także wymiary i charakterystyki geometryczne, nominalne odchylenia graniczne wymiarów i wartości tolerancji całoceramicznych łożysk kulkowych z otworem walcowym, definiują interfejs roboczy łożyska całoceramicznego (z wyjątkiem fazowania). W oparciu o serię norm, dalsza standaryzacja procesu projektowania, produkcji, montażu i testowania łożysk całoceramicznych zapewnia pełną jakość działania łożyska ceramicznego, zapobiega niepotrzebnym stratom w procesie przetwarzania, testowania i użytkowania łożysk całoceramicznych, wspiera zdrowy i uporządkowany rozwój krajowego przemysłu łożysk całoceramicznych, promuje całoceramiczne łożyska w procesie zapewniającym bezpieczeństwo, niezawodność i oszczędność. Ma to ogromny wpływ na poprawę precyzji krajowych produktów łożysk całoceramicznych.
Chińskie Towarzystwo Inżynierii Mechanicznej (CMES) to krajowa organizacja społeczna uprawniona do prowadzenia krajowej i międzynarodowej działalności normalizacyjnej. Jednym z zadań cMES jest opracowywanie norm cMES w celu zaspokojenia potrzeb przedsiębiorstw oraz promowania innowacji i rozwoju przemysłu maszynowego. Organizacje i osoby prywatne w Chinach mogą zgłaszać propozycje dotyczące formułowania i rewizji norm cMES oraz uczestniczyć w odpowiednich pracach.
Komitet Roboczy ds. Normalizacji CMES składa się z 28 uznanych ekspertów z krajowych szkół wyższych i uniwersytetów, placówek badawczych, przedsiębiorstw, instytucji testujących i certyfikujących itp. Ponadto za opracowywanie norm odpowiada 40 profesjonalnych grup roboczych.
Czas publikacji: 30 marca 2022 r.