Toshiba: Cosa distingue le sfere in ceramica di Toshiba (50% della quota di mercato mondiale*)?

Jul 13, 2023

Più persone utilizzano veicoli elettrici (EV), più ci avviciniamo alla neutralità delle emissioni di carbonio e, fortunatamente, le vendite di questi veicoli sono cresciute in tutto il mondo negli ultimi anni. Un problema che può verificarsi con i veicoli elettrici, tuttavia, è la "corrosione elettrica" ​​dei cuscinetti che montano le varie parti vitali del veicolo sul motore.- un problema serio, poiché può portare alla rottura del veicolo. Fortunatamente, le sfere in ceramica sviluppate da Toshiba per l'utilizzo in questi cuscinetti sono riuscite a risolvere questo problema.

Le sfere in ceramica di Toshiba Materials vengono fornite ai produttori di lucidature, quindi ai produttori di cuscinetti, dopodiché vengono utilizzate principalmente dai produttori automobilistici europei e statunitensi. L’esperienza e la capacità tecnologica di Toshiba, così come i suoi controlli di qualità avanzati basati sull’intelligenza artificiale, sono ciò che rende possibile questo, e la loro quota di mercato mondiale del 50%*. Qui diamo uno sguardo ai controlli di qualità basati sull'intelligenza artificiale che Toshiba sta utilizzando per queste sfere in ceramica.

Sfere in ceramica brevettate Toshiba ad alte prestazioni

Sali su un veicolo elettrico per la prima volta e sentirai tu stesso l'automobile del futuro e i modi in cui differisce da un veicolo a benzina. Nessun rombo caratteristico del motore, anche quando si preme l'acceleratore, eppure l'auto accelera in modo fluido, silenzioso, potente. Questa sensazione distintiva è resa possibile dai motori e dai cuscinetti essenziali per questi motori.

"I cuscinetti sono parti di macchine che consentono agli alberi di ruotare in modo fluido. Sono costituiti da un anello interno, una sfera e un anello esterno." Così spiega Katsuhiko Yamada di Toshiba Materials. L'anello interno, la sfera e l'anello esterno dei cuscinetti sono generalmente realizzati in metallo.L’elevata potenza richiesta dai motori dei veicoli elettrici, tuttavia, può causare un fenomeno chiamato corrosione elettrica, che da tempo rappresenta un problema con questi cuscinetti.

Diagramma schematico del cuscinetto

"L'albero è fissato all'anello interno, con le sfere tra l'anello esterno e quello interno. Le sfere sono ciò che consente all'albero di ruotare in modo fluido. Le sfere dovrebbero essere sempre in contatto con gli anelli interno ed esterno, ma tra le sfere e gli anelli si creano inevitabilmente dei piccoli spazi. Quando l'elettricità passa attraverso queste fessure, la scarica elettrica può provocare scintille che danneggiano le sfere. Questo è ciò che viene chiamato corrosione elettrica. I motori ad alta potenza sono particolarmente soggetti alla corrosione elettrica a causa della rotazione così rapida dell'albero", dice Yamada.

Katsuhiko Yamada, leader del gruppo, Structural FC Manufacturing Technology Group, Divisione Structural FC Manufacturing, Toshiba Materials Co., Ltd.

I cuscinetti non possono essere facilmente sostituiti una volta assemblato il veicolo. Negli Stati Uniti, si prevede che i cuscinetti utilizzati nei veicoli elettrici siano di qualità sufficientemente elevata da resistere a lunghe distanze. I cuscinetti ad alte prestazioni favorirebbero la diffusione dell’uso dei veicoli elettrici e contribuirebbero alla spinta verso la neutralità del carbonio. Il fenomeno della corrosione elettrica aveva ostacolato questi sforzi, ma ora non più: qui sta la bellezza delle sfere in ceramica Toshiba.

Che cosa hanno le sfere in ceramica che prevengono la corrosione elettrica? "La ceramica è isolante, nel senso che non conduce l'elettricità", spiega Yamada. Le sfere di ceramica, continua, pesano meno della metà del metallo, sono altamente resistenti al calore e resistenti a cose come la corrosione e la ruggine causate da acidi e alcali.

Toshiba produce sfere in ceramica da molto tempo, a partire dal 1974, quando l'azienda acquisì un brevetto per il nitruro di silicio, la materia prima utilizzata per produrre sfere in ceramica. Sebbene esistessero vari materiali che potevano essere utilizzati per realizzare queste sfere, inclusa l'allumina, Toshiba ha scelto il nitruro di silicio proprio per la natura leggera e ad alta resistenza del materiale.