Toshiba: O que diferencia as bolas de cerâmica da Toshiba (50% de participação no mercado mundial*)?

Jul 13, 2023

Quanto mais pessoas utilizam veículos eléctricos (VE), mais nos aproximamos da neutralidade carbónica e, felizmente, as vendas destes veículos têm crescido em todo o mundo nos últimos anos. Um problema que pode ocorrer com os VEs, entretanto, é a “corrosão elétrica” dos rolamentos que montam as diversas partes vitais do veículo no motor.- um problema sério, pois pode levar à avaria do veículo. Felizmente, as esferas de cerâmica que a Toshiba desenvolveu para uso nesses rolamentos conseguiram resolver esse problema.

As esferas cerâmicas da Toshiba Materials são fornecidas aos fabricantes de polimento e depois aos fabricantes de rolamentos, sendo posteriormente utilizadas principalmente pelos fabricantes de automóveis europeus e norte-americanos. A experiência e capacidade tecnológica da Toshiba, bem como as suas avançadas inspeções de qualidade baseadas em IA, é o que torna isto – e a sua quota de mercado mundial de 50%* – possível. Aqui, damos uma olhada nas inspeções de qualidade baseadas em IA que a Toshiba está usando para essas bolas de cerâmica.

Bolas de cerâmica de alto desempenho patenteadas pela Toshiba

Entre em um veículo elétrico pela primeira vez e você sentirá por si mesmo o automóvel do futuro e como ele difere de um veículo movido a gasolina. Nenhum rugido característico do motor, mesmo quando você pisa no acelerador, e ainda assim o carro acelera - suavemente, silenciosamente, com força. Essa sensação distinta é possibilitada pelos motores e pelos rolamentos que são essenciais para esses motores.

"Os rolamentos são peças de máquinas que permitem que os eixos girem suavemente. Eles são compostos por um anel interno, uma esfera e um anel externo." É o que explica Katsuhiko Yamada, da Toshiba Materials. O anel interno, a esfera e o anel externo dos rolamentos são normalmente feitos de metal.A alta potência exigida pelos motores EV, entretanto, pode causar um fenômeno chamado corrosão elétrica, que há muito tempo é um problema com esses rolamentos.

Diagrama esquemático do rolamento

“O eixo é preso ao anel interno, com esferas entre os anéis externo e interno. As esferas são o que permitem que o eixo gire suavemente. As bolas devem estar sempre em contato com os anéis interno e externo, mas inevitavelmente existem pequenos espaços criados entre as bolas e os anéis. Quando a eletricidade passa por essas lacunas, a descarga elétrica pode causar faíscas, que danificam as bolas. Isso é chamado de corrosão elétrica. Motores de alta potência são especialmente propensos à corrosão elétrica devido à rotação tão rápida do eixo", diz Yamada.

Katsuhiko Yamada, Líder do Grupo, Grupo de Tecnologia de Fabricação de FC Estrutural, Divisão de Fabricação de FC Estrutural, Toshiba Materials Co., Ltd.

Os rolamentos não podem ser facilmente substituídos depois que o veículo é montado. Nos EUA, espera-se que os rolamentos utilizados nos veículos elétricos sejam de qualidade suficientemente elevada para suportar longas distâncias. Os rolamentos de alto desempenho impulsionariam a utilização generalizada de veículos elétricos e contribuiriam para o impulso em direção à neutralidade carbónica. O fenômeno da corrosão elétrica dificultou esses esforços, mas não mais - é aí que reside a beleza das bolas de cerâmica da Toshiba.

O que há nas bolas de cerâmica que evita a corrosão elétrica? “A cerâmica é isolante, o que significa que não conduz eletricidade”, explica Yamada. As bolas de cerâmica, continua ele, também têm menos da metade do peso do metal, são altamente resistentes ao calor e a coisas como corrosão e ferrugem causadas por ácidos e álcalis.

A Toshiba fabrica bolas de cerâmica há muito tempo, desde 1974, quando a empresa adquiriu a patente do nitreto de silício, matéria-prima utilizada na fabricação das bolas de cerâmica. Embora existissem vários materiais que poderiam ser usados ​​para fazer essas bolas, incluindo alumina, a Toshiba optou pelo nitreto de silício especificamente devido à natureza leve e de alta resistência do material.