CUSCINETTI CERAMICI FULL CERAMIC

Il cuscinetto è un componente fondamentale nel corretto funzionamento di macchine ed impianti.
La quasi totalità dei cuscinetti esistenti è realizzata con anelli e corpi volventi in 100Cr6 (che appartiene alla categoria dei cosiddetti acciai per cuscinetti) e si indicano con il nome di cuscinetti standard.
Mentre la tipologia e la geometria dei cuscinetti sono ormai codificate e standardizzate da molto tempo, negli ultimi anni si sta assistendo ad un forte sviluppo tecnologico riguardante i materiali con cui i cuscinetti vengono realizzati. Lo scopo finale di questo sviluppo è l’ottenimento, nei cuscinetti, di prestazioni sempre più elevate che permettano di incrementare le prestazioni delle macchine e degli impianti in cui questi cuscinetti vengono utilizzati.
È proprio in quest’ottica che nascono i cuscinetti ceramici.

Con il termine cuscinetti ceramici si indicano quei cuscinetti in cui i corpi volventi sono realizzati in materiale ceramico.
Si suddividono in due famiglie a seconda dei materiali che vengono utilizzati per la realizzazione degli anelli:

Cuscinetti totalmente ceramici o Full Ceramic
con anelli e corpi volventi in materiale ceramico.

Cuscinetti ibridi
con anelli realizzati in acciaio per cuscinetti 100Cr6 o acciai inossidabili AISI420 o AISI440C e corpi volventi in materiale ceramico.

cuscinetti-ceramici-precisi

I VANTAGGI DEI CUSCINETTI FULL CERAMIC:

  • I cuscinetti in materiale ceramico permettono di performare in condizioni estreme, dove i cuscinetti in acciaio non possono soddisfare le condizioni richieste.
  • I cuscinetti in ceramica possono raggiungere velocità superiori ai cuscinetti in acciaio.
  • I cuscinetti totalmente ceramici sono più leggeri dei corrispettivi in acciaio e, quindi, ideali per ridurre il peso complessivo e per ridurre le sollecitazioni sulla struttura in caso di velocità di rotazione elevate.
  • I cuscinetti totalmente ceramici possono operare in ambienti con temperature molto più elevate rispetto ai cuscinetti in acciaio.
  • I cuscinetti totalmente ceramici possono lavorare anche in ambienti ostili, in presenza di sostanze corrosive o semplicemente a contatto con l’acqua.
  • I cuscinetti totalmente ceramici possono lavorare anche in assenza di lubrificazione.

I materiali

I materiali ceramici comunemente usati per i cuscinetti Full Ceramic sono:

  • nitruro di silicio (Si3N4)
  • ossido di zirconio (ZrO2)
  • ossido di alluminio (Al2O3)
  • carburo di silicio (SiC)

I cuscinetti possono avere una combinazione di anelli e sfere di materiali ceramici differenti; la scelta è dettata dalle condizioni di lavoro e dalle performance che si vogliono ottenere.

GABBIE

A seconda dell’applicazione, nei cuscinetti ceramici possono essere presenti gabbie di contenimento e guida dei corpi volventi che vengono realizzate in forme e materiali diversi.
Per alcune specifiche applicazioni è consigliabile adottare cuscinetti a pieno riempimento, quindi senza l’ausilio di una gabbia.

Le gabbie possono essere realizzate con i seguenti materiali:

  • PEEK (polietere etere chetone)
  • PTFE (politetrafluoroetilene e comunemente noto anche con il nome commerciale Teflon)
  • Resine fenoliche (a questo gruppo di resine appartiene la bakelite)
  • PET (polietilene tereftalato)
  • PA66 (poliammide comunemente nota con il nome Nylon)
  • AISI304/AISI316 (acciai inossidabili)
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Franco, da oltre trent'anni segue le applicazioni più estreme anche nel campo aerospaziale; Andrea, ingegnere progettista specializzato nel design dei cuscinetti e Francesco, ingegnere dei materiali con un focus particolare sui materiali ceramici.
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