Ceramika zamiast metalu

Materiały ceramiczne wykorzystywane w konstrukcji i modernizacji maszyn i urządzeń

Ceramika intuicyjnie kojarzy się z czymś twardym, ale kruchym, łatwo tłukącym się, a jej połamane części mają ostre krawędzie. Nie jest to materiał odpowiadający klasycznym wyobrażeniom o -solidności- metalowych części maszyn. Za to przy bliższym poznaniu ceramika okazuje się materiałem umożliwiającym rozwiązywanie wielu problemów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych. Warunkiem osiągnięcia korzyści ze stosowania ceramiki jest jednak znajomość cech materiałowych i możliwości technologicznych kształtowania ceramiki, a przede wszystkim precyzyjne określenie warunków eksploatacyjnych.

 
Kulki ceramiczne,
mielniki - ZrO₂

Stosowanie materiałów ceramicznych w budowie maszyn i urządzeń ma długą historię, lecz dopiero w ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania ceramiką. Mimo że jej zalety są niepodważalne, ceramika przyjmuje się opornie z kilku powodów. Jednym z nich jest niedostatek informacji technicznych o materiałach ceramicznych, co prowadzi do braku zaufania ze strony potencjalnych użytkowników. Ceramika jest w dalszym ciągu bardziej kojarzona z porcelanową filiżanką niż łopatką wirnika silnika turboodrzutowego.

Istotne przyczyny tkwią również w samym rynku. Wydłużanie przez producentów okresów gwarancyjnych (np. w motoryzacji) sprzyja stosowaniu odpornych na zużycie części ceramicznych, ale tam, gdzie rynek jest w mniejszym stopniu nasycony, producenci unikają oferowania rozwiązań -wiecznotrwałych-, a jeżeli je proponują, to ceny wielokrotnie przewyższają urządzenia standard line. Pewne jest jednak, że nabywca jest zainteresowany maszyną funkcjonującą bezawaryjnie i długo. Nawet w przypadku naturalnej sprzeczności interesów producenta i użytkownika otwiera się szerokie pole w zakresie modernizacji eksploatowanych urządzeń, względnie tuningowania nowo zakupionych. Można to osiągnąć poprzez wymianę na trwalsze i niezawodne elementów pracujących w ekstremalnych warunkach. Propozycje modernizacji urządzenia pracującego w określonym ciągu technologicznym zazwyczaj wychodzą od technologów względnie służb utrzymania ruchu, czyli osób, których problemy awarii, konserwacji i przestojów dotyczą najbardziej. Do nich właśnie adresowany jest ten artykuł.

Nie chcemy wykazywać wyższości ceramiki nad metalami czy innymi materiałami, lecz zapoznać czytelników z konstrukcyjnymi materiałami ceramicznymi, których właściwe zastosowanie może znacznie przyczynić się do wzrostu niezawodności i wydłużenia eksploatacji niektórych maszyn i urządzeń.

Pełna wersja artykułu w magazynie Inżyneria & Utrzymanie Ruchu