Згідно з дослідженням ринку, проведеним компанією 3D Science Valley, підприємства з 3D-друку керамічними виробами зосереджуються на дослідженні та розробці керамічних систем та матеріалів для 3D-друку виробничого рівня, водночас на ринок виходять технології 3D-друку з нижчою вартістю та вищою точністю. Найновіша тенденція розвитку адитивного виробництва керамічних виробів полягає в тому, щоб вийти на ринок продукції з високою доданою вартістю, включаючи керамічні антени 5G, керамічні коліматори, ядерні компоненти, керамічні підшипники...
Нещодавно Китайське товариство машинобудування офіційно опублікувало серію повністю керамічних підшипників із трьох груп стандартів.
© Китайське товариство машинобудування
У колонці Гу «Історія, розвиток та майбутнє адитивного виробництва кераміки» розглядаються сім видів технологій 3D-друку для створення щільних та структурно просунутих керамічних компонентів з історичної точки зору. Багато проблем адитивного виробництва кераміки, яке розпочалося більш ніж на десять років пізніше, ніж металеві та пластикові матеріали, можна простежити до притаманних труднощів обробки конструкційної кераміки, включаючи високі температури обробки, чутливі до дефектів механічні властивості та погані технологічні характеристики. Для розвитку галузі адитивного виробництва кераміки майбутні дослідження та розробки повинні зосередитися на розширенні вибору матеріалів, удосконаленні 3D-друку та контролю післяобробки, а також на унікальних можливостях, таких як багатоматеріальна та гібридна обробка. 3D долина науки
«Суглоби» промислового обладнання
Підшипник вважається "з'єднанням" промислового обладнання, його продуктивність безпосередньо впливає на надійну роботу понад трильйона основних одиниць обладнання в національній економіці та сфері національної оборони.
Суцільнокерамічні підшипники відносяться до високотехнологічних підшипникових виробів, виготовлених з керамічних матеріалів, таких як внутрішнє/зовнішнє кільце та тіло кочення. Високоточні суцільнокерамічні підшипники мають широкий попит у вітчизняних верстатах з ЧПК, національній оборонній галузі, аерокосмічній, нафтохімічній промисловості, медичному обладнанні та інших галузях високотехнологічного обладнання, а рівень їх виробництва відображає основну конкурентоспроможність національного високотехнологічного виробництва.
Локалізація надточних повністю керамічних підшипників для високоякісного обладнання має велике значення для підвищення загального рівня та основної конкурентоспроможності вітчизняної промисловості та галузі виробництва обладнання, а також для сприяння розвитку вітчизняного високоякісного обладнання до інтелектуального та екологічного.
Застосування повністю керамічних підшипників у високоякісному обладнанні
Інженерні керамічні матеріали, що використовуються в суцільнокерамічних підшипниках, включають переважно нітрид кремнію (Si3N4), діоксид цирконію (ZrO2), карбід кремнію (SiC) тощо, які мають чудові фізичні та хімічні властивості, яких немає у традиційних металевих матеріалів. Основні переваги суцільнокерамічних підшипників, виготовлених з цього виду матеріалу, полягають у наступному:
(1) Твердість інженерного керамічного матеріалу значно вища, ніж у звичайної підшипникової сталі, а термін служби повністю керамічного підшипника того ж типу може бути збільшений більш ніж на 30% за тих самих умов роботи;
(2) Коефіцієнт теплової деформації інженерного керамічного матеріалу становить лише 1/4~1/5 від коефіцієнта теплової деформації підшипникової сталі, а повністю керамічний підшипник може демонструвати хорошу термостійкість та стабільні експлуатаційні характеристики за умов екстремально високих температур, низьких температур та великих перепадів температур;
(3) щільність інженерного керамічного матеріалу, інерція обертання та відцентрова сила невеликі, що підходить для надвисокої швидкості, а також має високу несучу здатність, хорошу зносостійкість та низький рівень відмов;
(4) Інженерна кераміка має корозійну стійкість, магнітоелектричну ізоляцію та інші характеристики, а також абсолютні переваги в робочих характеристиках в умовах корозії, сильного магнітного поля та електричної корозії.
Наразі гранична робоча температура повністю керамічних підшипників перевищує 1000℃, час безперервної роботи може сягати понад 50000 годин, вони мають характеристики самозмащування та можуть забезпечити точність роботи та термін служби навіть без змащування. Структурні характеристики повністю керамічних підшипників лише компенсують недоліки металевих підшипників, що використовуються в інженерних застосуваннях. Вони мають такі характеристики, як надвисока швидкість, стійкість до високих/низьких температур, зносостійкість, корозійна стійкість, магнітоелектрична ізоляція, самозмащування без використання олії тощо. Вони підходять для надзвичайно суворих умов експлуатації та особливих робочих умов, а також мають широкі перспективи застосування у високотехнологічних галузях.
Стандартний повністю керамічний підшипник
Нещодавно Робочий комітет зі стандартизації Китайського товариства машинобудування схвалив офіційно опубліковані наступні три стандарти.
Суцільнокерамічний підшипник ковзання Центральний підшипник ковзання (T/CMES 04003-2022)
Підшипники кочення повністю керамічні циліндричні роликові підшипники (T/CMES 04004-2022)
"Геометричні характеристики та допуски для циліндричних кулькових підшипників з суцільної кераміки" (T/CMES04005-2022)
Серію стандартів організовано Відділенням виробничого машинобудування Китайського товариства машинобудування під керівництвом Шеньянського університету Цзяньчжу (національна та місцева спільна інженерна лабораторія «високоякісного обладнання та технології обробки каменю з числовим керуванням»). Серію стандартів буде офіційно впроваджено у квітні 2022 року.
Ця серія технічних стандартів визначає відповідні терміни, визначення, конкретні моделі, розміри, діапазон допусків та стандарти зазорів для повністю керамічних підшипників. Класифікація, технічні вимоги до обробки, відповідність технічним вимогам та технічні вимоги до різальної канавки всіх керамічних циліндричних роликових підшипників; а також розміри та геометричні характеристики, граничне відхилення номінального розміру та значення допуску циліндричного отвору повністю керамічного кулькового підшипника, визначають робочий інтерфейс повністю керамічного підшипника (крім зняття фаски). На основі серії стандартів додатково стандартизується процес проектування, виробництва, складання та випробування повністю керамічних підшипників, забезпечується загальна якість роботи керамічного підшипника, уникаються непотрібні втрати в процесі обробки, випробування та використання повністю керамічних підшипників, спрямовується здоровий та впорядкований розвиток вітчизняної промисловості повністю керамічних підшипників, сприяє безпеці, надійності та економії використання повністю керамічних підшипників, що має значний вплив на підвищення точності вітчизняних повністю керамічних підшипникових виробів.
Китайське товариство машинобудування (CMES) – це національна громадська організація, кваліфікована для проведення внутрішньої та міжнародної діяльності зі стандартизації. Одним із завдань стандартів cMES є розробка стандартів cMES для задоволення потреб підприємств та ринку, а також сприяння інноваціям та розвитку машинобудівної промисловості. Організації та окремі особи в Китаї можуть пропонувати пропозиції щодо розробки та перегляду стандартів cMES та брати участь у відповідній роботі.
Робочий комітет зі стандартизації CMES складається з 28 відомих експертів з вітчизняних коледжів та університетів, дослідницьких установ, підприємств, установ тестування та сертифікації тощо, а за розробку стандартів відповідають 40 професійних робочих груп.
Час публікації: 30 березня 2022 р.