Журналисты недавно получили возможность встретиться с Томасом Вицлером, генеральным директором компании NKE Austria GmbH, и в беседе узнать его взгляды на некоторые технологические тенденции в мире, влияющие на подшипниковую отрасль в целом и, в частности, на деятельность компании NKE.
Одним из перспективных направлений развития промышленности в целом и подшипниковой отрасли в частности, — сказал он, — является область так называемых «умных» подшипниковых узлов, о которых так много говорят в последнее время и которые включают в себя подшипник и электронные датчики в одном корпусе. «Сегодня мы находимся в самом эпицентре того, что называется четвертой промышленной революцией или иначе — инициативой Industry 4.0», — сказал Томас Вицлер. «Производители хотят создавать интеллектуальные машины и механизмы, которым потребуется огромное количество данных, и для этого нужны датчики. Исходя из общего предназначения подшипников, очевидно, что они являются одним из довольно чувствительных элементов любой машины или механизма, и поэтому имеет смысл интегрировать датчики в подшипники», — сказал он.
Вицлер также подчеркнул, что основной проблемой для датчиков в подшипниках на сегодняшний день является то, что они требуют длинного кабеля для передачи данных к контроллеру, и эта система занимает достаточно много места, что замедляет её установку и может усложнить обслуживание и снизить надежность оборудования. В качестве лучшей на сегодняшний день альтернативы, инженеры компании NKE Austria разрабатывают подшипники с беспроводными датчиками, которые имеют те же размеры, что и стандартные подшипники, но им не нужны никакие кабели. Вицлер ожидает, что коммерческие изделия в этом направлении появятся на рынке уже в течение ближайших двух лет.
NKE части подшипника
«Мы начали разрабатывать умный подшипник с создания датчиков температуры, потому что это проще, хотя измерения вибрации подшипника еще одна очевидная необходимость, равно как и крутящий момент», сказал он. Вицлер ожидает, что первые умные подшипниковые узлы будут установлены в оборудовании, где неисправность машины или механизма является очень критичной и дорогостоящей проблемой, и их повреждение или время вынужденного простоя оборудования сопряжены с высокими производственными потерями. Но даже если цена на полную систему умного подшипника будет составлять от одной до двух тысяч Евро, а выход из строя машины или механизма обойдется в 50 тысяч Евро, и с учётом того, что страховка оборудования дорожает из года в год, то этот расклад с точки зрения экономии становится более чем приемлемым, — добавил он.
Вицлер ожидает, что затраты на разработку новых изделий быстро снизятся, поскольку новые технологии получают широкое признание и быстро развиваются. «Я полагаю, что это происходит как в области информационных технологий. Когда Билл Гейтс разработал свою операционную систему DOS, люди говорили, что никакая машина не будет когда-либо работать с таким количеством мегабайт в оперативной памяти, потому что это слишком дорого. Сегодня уже ваш мобильный телефон имеет более развитую операционную систему и многие сотни мегабайтов памяти», — говорит Вицлер.
Информационная система о подшипниках
Еще один вопрос требующий ответа — как обрабатывать данные, поступающие от подшипников. Преобразование данных непосредственно в информацию, которая будет оперативно контролировать выработку решения и действий машины, пока не представляется возможным. Но специалисты компании NKE совместно с своими партнерами по исследованиям и разработкам уже успешно работают в тонкостях привязки датчика подшипника и передаваемых данных к стандартным информационным платформам заказчиков и к существующей информационной инфраструктуре, что поможет им оптимизировать производительность машины или механизма, улучшить функционирование предприятия в целом и добиться несомненных конкурентных преимуществ.
Вицлер также отметил, что сегодня наблюдается повышенный интерес к умным подшипникам со стороны производителей оборудования, которые находятся в процессе новой концептуальной разработки интеллектуальных машин и механизмов. «Они (производители) готовы платить дополнительно, чтобы получить как можно больше информации о функционировании прототипа, часть которой может оказаться ненужной после того, как машина или механизм пойдет в серийное производство», — сказал он. Эти новые формирующиеся технологии идут вместе в одном направлении, которое в корне изменит подходы в отрасли, подчеркнул он. «Я лично считаю, что умные машины и механизмы, создаваемые в рамках инициативы Industry 4.0, могут спровоцировать большой скачок в технологиях. Таким образом, сегодня целесообразно вкладывать усилия и средства в датчики, потому что датчики будут находится в подшипниках, а о подшипниках мы знаем многое. Мы же хотим находиться на гребне этой новой волны».
Аддитивные технологии
Еще одной интересной темой, непосредственно касающейся будущего подшипников, является трехмерная печать, или как её называют — 3D-печать. Но здесь, Вицлер более осторожен в своих рассуждениях. «Если мы говорим о сепараторе подшипника и материалах, таких как пластик, то я полагаю, что мы очень близки к прорыву в этом направлении». В компании NKE уже изучают материалы, которые способны выдерживать высокие температуры и обеспечивать необходимую точность хода подшипников. «Но на данный момент времени это не будет крупномасштабным серийным производством», — отметил он. Но небольшие количества специальных сепараторов, распечатанные на 3D-принтере, вполне могут оказаться идеальным решением для подшипников. «Мы полагаем, что пластиковые сепараторы будут первым шагом в этом направлении, и за ними могут последовать латунные сепараторы».
Подшипник на 3D принтере
Однако Вицлер не уверен, что в ближайшее время удастся воспроизводить кольца подшипника с помощью печати на 3D-принтере. В компании NKE специалисты уже создавали и тестировали кольца, изготовленные с использованием методов аддитивного производства, и получали в некоторых случаях желаемые результаты. Но трудно получить одновременно необходимую твердость и плотность изделия, и, кроме того, при послойном напылении материала оно начинает впитывать смазку, — пояснил он. «Так что в данный момент мы находимся в почти тупиковой ситуации».
Если вы считаете, что термическая обработка компонентов подшипника всё же необходима, продолжил он, то вам нужен либо принтер, который работает при высокой температуре около +800°C с обогащенной материалом средой, или, после выполнения трёхмерной печати изделия, нужно производить его термообработку. «Но с теми необходимыми высокими температурами и энергетическими потребностями, это довольно непростой и специализированный процесс, и сегодня мало кто действительно имеет опыт его безукоризненного выполнения», — сказал он.
Тем не менее, концепция очень привлекательная, отметил Вицлер. Концепция 3D печатиСегодня нет ничего необычного в том, чтобы производить сталь в одном месте, отправлять её в различные точки по всему миру, где она превращается в подшипники, а затем отправлять эти изделия ещё в одно место, где они действительно необходимы. Вся прелесть концепции заключается в том, что потребители смогут получать экономически конкурентоспособные изделия, когда и где это необходимо, и сэкономить на этом много времени и денег. Кроме того, 3D-печать возможно поможет воспроизводить структуры компонентов, которые невозможно производить, используя современные, классические методы производства, добавил он.
Новые технологии обязательно появятся, но изначально это будут специальные и небольшие партии изделий из различных материалов. «Подшипники – это достаточно консервативная отрасль. Я не думаю, что 3D-печать компонентов подшипников в ближайшей перспективе заменит крупномасштабное серийное производство с использованием стандартной подшипниковой стали», — сказал он. Но технологии и возможности производства постоянно совершенствуются.
В конечном счете, различные материалы, возможно, керамика, могут оказаться подходящим решением для 3D-печати компонентов подшипников, добавил Вицлер.
