Toshiba : Qu'est-ce qui distingue les billes en céramique de Toshiba (50 % de part de marché mondial*) ?

Jul 13, 2023

Plus les gens utilisent des véhicules électriques (VE), plus nous nous rapprochons de la neutralité carbone et, heureusement, les ventes de ces véhicules ont augmenté dans le monde entier ces dernières années. Cependant, un problème qui peut survenir avec les véhicules électriques est la « corrosion électrique » des roulements qui montent les différentes pièces vitales du véhicule sur le moteur.- un problème sérieux, car cela peut conduire à une panne du véhicule. Heureusement, les billes en céramique développées par Toshiba pour être utilisées dans ces roulements ont réussi à résoudre ce problème.

Les billes en céramique Toshiba Materials sont fournies aux fabricants de produits de polissage, puis aux fabricants de roulements, après quoi elles sont principalement utilisées par les constructeurs automobiles européens et américains. L'expertise et la capacité technologique de Toshiba, ainsi que ses inspections de qualité avancées basées sur l'IA, sont ce qui rend cela possible - ainsi que sa part de marché mondiale de 50 %*. Nous examinons ici les inspections de qualité basées sur l'IA que Toshiba utilise pour ces billes en céramique.

Billes en céramique hautes performances brevetées de Toshiba

Montez à bord d'un véhicule électrique pour la première fois et vous découvrirez par vous-même l'automobile du futur et les différences par rapport à un véhicule à essence. Aucun rugissement caractéristique du moteur, même lorsque vous appuyez au fond de l'accélérateur, et pourtant la voiture accélère en douceur, silencieusement et puissamment. Cette sensation distinctive est rendue possible par les moteurs et les roulements qui sont essentiels à ces moteurs.

"Les roulements sont des pièces de machines qui permettent aux arbres de tourner de manière fluide. Ils sont composés d'une bague intérieure, d'une bille et d'une bague extérieure." C'est ce qu'explique Katsuhiko Yamada de Toshiba Materials. La bague intérieure, la bille et la bague extérieure des roulements sont généralement en métal.La puissance élevée requise par les moteurs des véhicules électriques peut toutefois provoquer un phénomène appelé corrosion électrique, qui pose depuis longtemps un problème avec ces roulements.

Diagramme schématique du roulement

"L'arbre est fixé à la bague intérieure, avec des billes entre les bagues extérieure et intérieure. Ce sont les billes qui permettent à l'arbre de tourner en douceur. Les billes doivent toujours être en contact avec les anneaux intérieurs et extérieurs, mais il y a inévitablement de minuscules espaces qui se créent entre les billes et les anneaux. Lorsque l’électricité passe à travers ces interstices, la décharge électrique peut provoquer des étincelles qui endommagent les billes. C'est ce qu'on appelle la corrosion électrique. Les moteurs de grande puissance sont particulièrement sujets à la corrosion électrique en raison de la vitesse de rotation de l'arbre.", dit Yamada.

Katsuhiko Yamada, chef de groupe, groupe de technologies de fabrication de FC structurelles, division de fabrication de FC structurelles, Toshiba Materials Co., Ltd.

Les roulements ne peuvent pas être facilement remplacés une fois le véhicule assemblé. Aux États-Unis, les roulements utilisés dans les véhicules électriques devraient être d’une qualité suffisamment élevée pour résister à de longues distances. Des roulements hautes performances favoriseraient l’utilisation généralisée des véhicules électriques et contribueraient à la transition vers la neutralité carbone. Le phénomène de corrosion électrique avait gêné ces efforts, mais ce n'est plus le cas : c'est là toute la beauté des billes en céramique de Toshiba.

Qu'est-ce qui empêche la corrosion électrique dans les billes en céramique ? "Les céramiques sont des isolants, ce qui signifie qu'elles ne conduisent pas l'électricité", explique Yamada. Les billes en céramique, poursuit-il, pèsent également moins de la moitié du poids du métal, sont très résistantes à la chaleur et résistent à des éléments tels que la corrosion et la rouille causées par les acides et les alcalis.

Toshiba fabrique des billes en céramique depuis très longtemps, depuis 1974, lorsque l'entreprise a acquis un brevet pour le nitrure de silicium, la matière première utilisée pour fabriquer les billes en céramique. Bien qu'il existait divers matériaux pouvant être utilisés pour fabriquer ces billes, notamment l'alumine, Toshiba a opté pour le nitrure de silicium, en particulier en raison de la légèreté et de la haute résistance du matériau.