Utiliser des composants standard en céramique pour réduire l'abrasion et l'usure

Pour ceux qui cherchent à réduire les effets de l'usure et de l'abrasion, il existe aujourd'hui des composants standard fabriqués à partir de céramiques spécialement conçus pour cette tâche. Marcus Schneck en explique les avantages et examine les différentes applications pour lesquelles les composants standard en céramique peuvent être utilisés.

Les céramiques à hautes performances prennent de plus en plus d'importance, notamment dans le secteur de la fabrication. Les propriétés de la céramique permettent un cycle de vie plus long et  répondent à un large éventail d'exigences. Les matériaux céramiques sont résistants à la température avec des équipements d´hygiène, et conviennent non seulement à l'ingénierie mécanique, mais aussi à l'industrie automobile, l'industrie alimentaire et pharmaceutique et la fabrication de circuits imprimés. Le marché des céramiques techniques devrait connaître une croissance annuelle de 9,3 % entre 2020 et 2027, en raison de la demande de matériaux durables et résistants aux hautes températures.

Se méfier de l'abrasion

L'usure est la perte progressive de matière à la surface d'un corps solide dans le cadre de processus mécaniques, par exemple, le contact et le mouvement relatif avec un objet solide, liquide ou gazeux. L'abrasion, quant à elle, est un enlèvement de matière par des effets de rainurage et d´entaillage.

Il existe deux formes fondamentales d'usure par abrasion : l'abrasion à deux corps et l'abrasion à trois corps. Une description simple de l'abrasion à deux corps serait une surface dure et rotative taillant une surface douce et fixe. Et l'abrasion à trois corps peut être expliquée par le déplacement d'une particule dure entre deux surfaces.

Si l'usure d'un composant n'est pas reconnue à temps et que celui-ci se brise ou tombe en panne, des dommages peuvent également survenir sur les pièces et les machines adjacentes, entraînant des temps d'arrêt imprévus et un arrêt de la production. Des conditions de fonctionnement difficiles ou des intervalles d´utilisation très espacés peuvent entraîner une usure importante de la surface des composants de la machine si le bon matériau n'est pas utilisé.

Par exemple, les goupilles de positionnement, qui sont fréquemment utilisées pour le positionnement des tôles, sont exposées à une abrasion accrue dans ces conditions de fonctionnement particulières. L'enlèvement progressif de matière lors de l'insertion des tôles peut influer sur la précision du positionnement du dispositif de fixation, ce qui nécessite l'utilisation d'un matériau céramique.

Envisager la céramique

L'utilisation de produits en céramique se traduit souvent par des avantages concurrentiels, car les points forts sont innombrables : une grande stabilité dimensionnelle, la résistance à la flexion et à l'usure, pour n'en citer que quelques-unes. Les composants fabriqués en céramique haute performance fonctionnent avec une grande précision et ne montrent pratiquement aucun signe d'usure, même en cas d'utilisation intensive.

Dans de nombreuses applications où la robustesse des composants est importante, l'utilisation de composants en céramique hautes performances en vaut la peine. Les coûts d'acquisition plus élevés sont plus que compensés par la durée de vie plus longue. La céramique a également un effet d'isolation thermique et électrique. C'est un avantage dans toutes les applications où il y a un risque de panne électrique.

Les céramiques hautes performances se caractérisent par une faible tendance à l'adhésion au contact des métaux, ce qui permet d'allonger le cycle de vie du composant s'il est en contact avec des pièces métalliques.

Le matériau robuste qu'est la céramique est également un bon choix pour les applications soumises à des charges mécaniques élevées, grâce à sa résistance à la flexion et à sa dureté. Du fait de leur résistance mécanique et à leur faible densité, les outillages en céramique travaillent avec précision, sont fiables et exempts d´usure sur une longue période, même sous des charges élevées.
Les composants en céramique sont également compatibles pour l’industrie de l’alimentaire et offrent une grande résistance aux acides, aux alcalis et aux vapeurs. Ils sont généralement insensibles aux produits chimiques, résistent à la pression et sont stables en température, et résistent ainsi à des processus de nettoyage ou d'entretien fréquents et intensifs. Cela en fait des composants idéaux pour les industries de l'alimentation, des boissons et des soins de santé, où les produits chimiques et les solutions acides sont régulièrement utilisés.

Éviter l'abrasion grâce aux éléments standardisés

L'introduction de composants céramiques standard dans votre processus de conception présente également un autre avantage - cela permet d'augmenter les températures de fonctionnement si nécessaire, autorisant une accélération du processus de production et de créer plus de pièces dans un délai plus court.

Le problème de la corrosion est également réduit de façon spectaculaire lorsqu'il s'agit d´éléments céramiques standard, ce qui signifie que les pièces de la machine doivent être entretenues et remplacées beaucoup moins souvent en raison de la durabilité du composant. En particulier pour les applications exigeantes, les ingénieurs ne doivent pas craindre de payer plus cher. Les composants en céramique haute performance sont littéralement "rentables" à moyen et long terme.

L'usure et l'abrasion sont un défi constant pour l'industrie manufacturière, avec un large éventail d'environnements que les pièces et composants de machines doivent supporter.  Les ingénieurs doivent donc tenir compte de nombreuses considérations sur les matières avant de lancer la production. Conçue pour résister aux environnements les plus difficiles, la gamme proposée de produits céramiques de norelem a été développée en tenant compte de la durée de vie. Même sous des niveaux élevés de contraintes mécaniques, les composants céramiques norelem sont très robustes et conviennent aux environnements les plus difficiles, aidant ainsi les ingénieurs à prolonger la durée de vie de leurs machines.