Selon l'étude de marché de 3D Science Valley, les entreprises d'impression 3D céramique se concentrent sur la recherche et le développement de systèmes et de matériaux d'impression 3D céramiques au niveau de la production, tandis que des technologies d'impression 3D moins coûteuses et plus précises entrent sur le marché. La dernière tendance de développement de la fabrication additive céramique est d'entrer dans le domaine de la fabrication de produits à haute valeur ajoutée, notamment l'antenne 5G en céramique, le collimateur en céramique, les composants nucléaires, les roulements en céramique...
Récemment, la China Mechanical Engineering Society a officiellement publié toutes les séries de roulements en céramique des trois normes de groupe.
© Société chinoise de génie mécanique
La chronique de Gu « L'histoire, le développement et l'avenir de la céramique de fabrication additive » traite de sept types de technologies d'impression 3D permettant de fabriquer des composants céramiques denses et structurellement avancés d'un point de vue historique. De nombreux défis de la fabrication additive céramique, qui a commencé plus d'une décennie après les matériaux métalliques et plastiques, peuvent être attribués aux difficultés inhérentes au traitement des céramiques structurelles, notamment des températures de traitement élevées, des propriétés mécaniques sensibles aux défauts et de mauvaises propriétés de traitement. . Pour faire évoluer le domaine de la fabrication additive céramique, la R&D future devrait se concentrer sur l’élargissement de la sélection de matériaux, l’amélioration de l’impression 3D et du contrôle post-traitement, ainsi que sur des capacités uniques telles que le traitement multi-matériaux et hybride. Vallée de la science en 3D
Les "joints" des équipements industriels
Le roulement est considéré comme le « joint » des équipements industriels, ses performances affectent directement le fonctionnement fiable de plus d'un billion d'équipements majeurs dans le domaine de l'économie nationale et de la défense nationale.
Le roulement entièrement en céramique fait référence aux produits de roulement de haute technologie fabriqués à partir de matériaux céramiques, tels que la bague intérieure/extérieure et le corps roulant. Les roulements tout céramique de haute précision sont très demandés dans les domaines technologiques des machines-outils CNC nationales, de la défense nationale, de l'aérospatiale, de la pétrochimie, des équipements médicaux et d'autres domaines technologiques d'équipement haut de gamme, et leur niveau de fabrication reflète la compétitivité de base de la fabrication nationale haut de gamme.
La localisation de roulements tout céramique d'ultra-précision pour les équipements haut de gamme revêt une grande importance pour améliorer le niveau global et la compétitivité de base de l'industrie nationale et de l'industrie de fabrication d'équipements, et pour promouvoir le développement d'équipements nationaux haut de gamme intelligents et écologiques.
Application de roulements entièrement en céramique dans des équipements haut de gamme
Les matériaux céramiques techniques utilisés dans les roulements tout céramique comprennent principalement le nitrure de silicium (Si3N4), la zircone (ZrO2), le carbure de silicium (SiC), etc., qui possèdent d'excellentes propriétés physiques et chimiques que les matériaux métalliques traditionnels n'ont pas. Les principaux avantages des roulements tout céramique fabriqués avec ce type de matériau sont les suivants :
(1) La dureté du matériau céramique technique est beaucoup plus élevée que celle de l'acier à roulement ordinaire, et la durée de vie des roulements entièrement en céramique du même type peut être augmentée de plus de 30 % dans les mêmes conditions de travail ;
(2) Le coefficient de déformation thermique du matériau céramique technique n'est que de 1/4 à 1/5 de celui de l'acier à roulement, et le roulement entièrement en céramique peut montrer une bonne résistance aux chocs thermiques et des performances de service stables à des températures extrêmement élevées, basses et conditions de travail à grande différence de température ;
(3) la densité des matériaux céramiques d'ingénierie, l'inertie de rotation et la force centrifuge sont faibles, adaptées à une vitesse ultra-élevée et à une forte capacité portante, une bonne résistance à l'usure, un faible taux de défaillance ;
(4) Les céramiques techniques ont une résistance à la corrosion, une isolation magnétoélectrique et d'autres caractéristiques, et présentent des avantages absolus en termes de performances de travail dans des conditions corrosives et fortes de champ magnétique et de corrosion électrique.
À l'heure actuelle, la température de fonctionnement ultime des roulements entièrement en céramique a pu dépasser 1 000 ℃, le temps de travail continu peut atteindre plus de 50 000 heures, et il possède des caractéristiques d'autolubrification et peut toujours garantir la précision de fonctionnement et la durée de vie sous la condition d’absence de lubrification. Les caractéristiques structurelles des roulements tout céramique compensent tout juste les défauts des roulements métalliques dans les applications techniques. Ils ont les caractéristiques d'une vitesse ultra-élevée, d'une résistance aux températures élevées/basses, d'une résistance à l'usure, d'une résistance à la corrosion, d'une isolation magnétoélectrique, d'une autolubrification sans huile, etc. Ils conviennent aux environnements extrêmement difficiles et aux conditions de travail particulières et offrent de larges perspectives d'application dans des domaines techniques haut de gamme.
Norme de roulement entièrement en céramique
Récemment, le comité de travail de normalisation de la Société chinoise de génie mécanique a approuvé les trois normes suivantes officiellement publiées.
Palier lisse tout céramique Palier lisse centribulaire (T/CMES 04003-2022)
Roulements tous roulements à rouleaux cylindriques en céramique (T/CMES 04004-2022)
"Spécifications géométriques et tolérances pour les produits à roulements à billes cylindriques tout céramique" (T/CMES04005-2022)
La série de normes est organisée par la branche d'ingénierie de production de la Société chinoise d'ingénierie mécanique et dirigée par l'Université Jianzhu de Shenyang (laboratoire d'ingénierie conjoint national et local des « équipements et technologies de traitement de commande numérique de pierre de haute qualité »). La série de normes sera officiellement mise en œuvre en avril 2022.
Cette série de normes techniques spécifie les termes associés, les définitions, les modèles spécifiques, les dimensions, la plage de tolérance et les normes de jeu des roulements à joints tout céramique. Classification, exigences techniques de traitement, exigences techniques correspondantes et exigences techniques de rainure de coupe de tous les roulements à rouleaux cylindriques en céramique ; Et la taille et les caractéristiques géométriques, l'écart limite de taille nominale et la valeur de tolérance du roulement à billes tout en céramique à trou cylindrique définissent l'interface de travail du roulement tout en céramique (sauf le chanfreinage). Sur la base de la série de normes, normaliser davantage le processus de conception, de production, d'assemblage et de test des roulements entièrement en céramique, garantir la qualité globale des performances du roulement en céramique, éviter les roulements entièrement en céramique dans le processus de notre traitement, tester et utiliser des pertes inutiles. , guider le développement sain et ordonné de l'industrie nationale des roulements entièrement en céramique, promouvoir les roulements entièrement en céramique dans le processus d'utilisation de la sécurité, de la fiabilité et de l'économie. Il a une profonde influence sur l'amélioration de la précision des produits nationaux de roulements entièrement en céramique.
La China Mechanical Engineering Society (CMES) est une organisation sociale nationale qualifiée pour mener des activités de normalisation nationales et internationales. L'un des contenus de travail des normes cMES consiste à développer des normes cMES afin de répondre aux besoins des entreprises et du marché et de promouvoir l'innovation et le développement de l'industrie des machines. Les organisations et les individus en Chine peuvent présenter des propositions pour la formulation et la révision des normes cMES et participer aux travaux pertinents.
Le Comité de travail sur la normalisation du CMES est composé de 28 experts renommés provenant de collèges et d'universités nationaux, d'instituts de recherche, d'entreprises, d'institutions d'essai et de certification, etc., et 40 groupes de travail professionnels sont responsables de l'élaboration des normes.
Heure de publication : 30 mars 2022