Theo nghiên cứu thị trường của 3D Science Valley, các doanh nghiệp in 3D gốm sứ đang tập trung vào nghiên cứu và phát triển các hệ thống và vật liệu in 3D gốm sứ ở cấp độ sản xuất, đồng thời các công nghệ in 3D có chi phí thấp hơn và độ chính xác cao hơn đang thâm nhập thị trường. Xu hướng phát triển mới nhất của sản xuất bồi đắp gốm sứ là thâm nhập vào lĩnh vực sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng cao, bao gồm anten 5G bằng gốm, bộ chuẩn trực bằng gốm, linh kiện hạt nhân, vòng bi bằng gốm...
Mới đây, Hiệp hội Cơ khí Trung Quốc đã chính thức ban hành bộ tiêu chuẩn ba nhóm cho dòng vòng bi gốm toàn phần.
© Hội Kỹ thuật Cơ khí Trung Quốc
Bài viết của Gu, "Lịch sử, sự phát triển và tương lai của gốm sứ sản xuất bằng công nghệ in 3D", thảo luận về bảy loại công nghệ in 3D để chế tạo các cấu kiện gốm sứ đặc và có cấu trúc tiên tiến từ góc độ lịch sử. Nhiều thách thức của công nghệ sản xuất gốm sứ bằng in 3D, bắt đầu muộn hơn hơn một thập kỷ so với vật liệu kim loại và nhựa, có thể bắt nguồn từ những khó khăn vốn có trong việc gia công gốm sứ có cấu trúc, bao gồm nhiệt độ gia công cao, tính chất cơ học nhạy cảm với khuyết tật và đặc tính gia công kém. Để phát triển lĩnh vực sản xuất gốm sứ bằng in 3D, nghiên cứu và phát triển trong tương lai nên tập trung vào việc mở rộng lựa chọn vật liệu, cải thiện khả năng in 3D và kiểm soát sau gia công, cũng như các khả năng độc đáo như gia công đa vật liệu và gia công lai. (Thung lũng khoa học 3D)
Các "khớp nối" của thiết bị công nghiệp
Vòng bi được coi là "khớp nối" của thiết bị công nghiệp, hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động đáng tin cậy của hơn một nghìn tỷ thiết bị chủ chốt trong nền kinh tế quốc gia và lĩnh vực quốc phòng.
Vòng bi toàn gốm là thuật ngữ chỉ các sản phẩm vòng bi công nghệ cao được làm từ vật liệu gốm, bao gồm vòng trong/vòng ngoài và thân lăn. Vòng bi toàn gốm độ chính xác cao được sử dụng rộng rãi trong các ngành công cụ CNC trong nước, quốc phòng, hàng không vũ trụ, hóa dầu, thiết bị y tế và các lĩnh vực công nghệ thiết bị cao cấp khác, và trình độ sản xuất của chúng phản ánh năng lực cạnh tranh cốt lõi của ngành sản xuất cao cấp quốc gia.
Việc nội địa hóa vòng bi gốm siêu chính xác cho thiết bị cao cấp có ý nghĩa rất lớn trong việc nâng cao trình độ tổng thể và năng lực cạnh tranh cốt lõi của ngành công nghiệp trong nước và ngành sản xuất thiết bị, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của thiết bị cao cấp trong nước theo hướng thông minh và thân thiện với môi trường.
Ứng dụng vòng bi toàn gốm trong thiết bị cao cấp
Các vật liệu gốm kỹ thuật được sử dụng trong vòng bi toàn gốm chủ yếu bao gồm silicon nitride (Si3N4), zirconia (ZrO2), silicon carbide (SiC), v.v., có các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời mà các vật liệu kim loại truyền thống không có. Những ưu điểm chính của vòng bi toàn gốm làm từ loại vật liệu này như sau:
(1) Độ cứng của vật liệu gốm kỹ thuật cao hơn nhiều so với thép ổ trục thông thường và tuổi thọ của ổ trục toàn gốm cùng loại có thể tăng hơn 30% trong cùng điều kiện làm việc;
(2) Hệ số biến dạng nhiệt của vật liệu gốm kỹ thuật chỉ bằng 1/4~1/5 so với thép ổ trục, và ổ trục toàn gốm có thể thể hiện khả năng chống sốc nhiệt tốt và hiệu suất hoạt động ổn định trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cực cao, nhiệt độ cực thấp và chênh lệch nhiệt độ lớn;
(3) Vật liệu gốm kỹ thuật có mật độ, quán tính quay và lực ly tâm nhỏ, thích hợp cho tốc độ cực cao, khả năng chịu tải mạnh, khả năng chống mài mòn tốt, tỷ lệ hỏng hóc thấp;
(4) Gốm kỹ thuật có khả năng chống ăn mòn, cách điện từ và các đặc tính khác, đồng thời có ưu điểm tuyệt đối về hiệu suất làm việc trong điều kiện ăn mòn, từ trường mạnh và ăn mòn điện.
Hiện nay, nhiệt độ làm việc tối đa của vòng bi gốm đã vượt quá 1000℃, thời gian làm việc liên tục có thể đạt hơn 50000 giờ, và có đặc tính tự bôi trơn, vẫn đảm bảo độ chính xác và tuổi thọ ngay cả khi không cần bôi trơn. Đặc điểm cấu trúc của vòng bi gốm khắc phục được nhược điểm của vòng bi kim loại trong các ứng dụng kỹ thuật. Chúng có đặc tính tốc độ cực cao, chịu nhiệt độ cao/thấp, chống mài mòn, chống ăn mòn, cách điện từ, tự bôi trơn không cần dầu, v.v. Chúng phù hợp với môi trường khắc nghiệt và điều kiện làm việc đặc biệt, và có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật cao cấp.
Tất cả các ổ trục gốm tiêu chuẩn
Mới đây, Ủy ban tiêu chuẩn hóa của Hội Kỹ thuật Cơ khí Trung Quốc đã chính thức phê duyệt ba tiêu chuẩn sau đây.
Ổ trục trơn toàn gốm, ổ trục trơn trung tâm (T/CMES 04003-2022)
Vòng bi lăn toàn gốm, vòng bi lăn hình trụ (T/CMES 04004-2022)
"Thông số kỹ thuật hình học và dung sai cho sản phẩm ổ bi gốm toàn phần hình trụ" (T/CMES04005-2022)
Bộ tiêu chuẩn này do Chi nhánh Kỹ thuật Sản xuất thuộc Hội Kỹ thuật Cơ khí Trung Quốc tổ chức và được dẫn dắt bởi Đại học Kiến trúc Thẩm Dương (phòng thí nghiệm kỹ thuật liên kết quốc gia và địa phương về "Thiết bị và Công nghệ Gia công Điều khiển Số Đá cao cấp"). Bộ tiêu chuẩn này sẽ chính thức được thực hiện vào tháng 4 năm 2022.
Bộ tiêu chuẩn kỹ thuật này quy định các thuật ngữ liên quan, định nghĩa, mô hình cụ thể, kích thước, phạm vi dung sai và tiêu chuẩn khe hở của vòng bi gốm. Phân loại, yêu cầu kỹ thuật gia công, yêu cầu kỹ thuật ghép nối và yêu cầu kỹ thuật rãnh cắt của vòng bi lăn trụ gốm; và kích thước và đặc tính hình học, độ lệch giới hạn kích thước danh nghĩa và giá trị dung sai của vòng bi cầu trụ gốm, xác định giao diện làm việc của vòng bi gốm (trừ vát cạnh). Dựa trên bộ tiêu chuẩn này, việc chuẩn hóa hơn nữa quy trình thiết kế, sản xuất, lắp ráp và thử nghiệm vòng bi gốm toàn phần sẽ đảm bảo chất lượng tổng thể của vòng bi gốm, tránh tổn thất không cần thiết trong quá trình gia công, thử nghiệm và sử dụng vòng bi gốm toàn phần, hướng dẫn sự phát triển lành mạnh và có trật tự của ngành công nghiệp vòng bi gốm toàn phần trong nước, thúc đẩy tính an toàn, độ tin cậy và tính kinh tế trong quá trình sử dụng vòng bi gốm toàn phần, có ảnh hưởng sâu sắc đến việc nâng cao độ chính xác của các sản phẩm vòng bi gốm toàn phần trong nước.
Hội Kỹ thuật Cơ khí Trung Quốc (CMES) là một tổ chức xã hội quốc gia đủ điều kiện thực hiện các hoạt động tiêu chuẩn hóa trong nước và quốc tế. Một trong những nội dung công việc của tiêu chuẩn CMES là xây dựng các tiêu chuẩn CMES nhằm đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp và thị trường, đồng thời thúc đẩy sự đổi mới và phát triển của ngành công nghiệp cơ khí. Các tổ chức và cá nhân tại Trung Quốc có thể đưa ra đề xuất về việc xây dựng và sửa đổi các tiêu chuẩn CMES và tham gia vào các công việc liên quan.
Ủy ban Công tác Tiêu chuẩn hóa của CMES bao gồm 28 chuyên gia nổi tiếng đến từ các trường đại học, cao đẳng, viện nghiên cứu, doanh nghiệp, tổ chức kiểm định và chứng nhận trong nước, và 40 nhóm công tác chuyên môn chịu trách nhiệm xây dựng các tiêu chuẩn.
Thời gian đăng bài: 30/03/2022