Cooperazione e creatività

Due University Technology Centre mirati a promuovere la ricerca nelle aree critiche della tecnologia dei cuscinetti in vista della collaborazione strategica tra la SKF e il mondo accademico.

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Sintesi

Cooperazione accademica in breve
La SKF ha istituito due University Technology Centre (UTC), rispettivamente con il Dipartimento di Scienze dei Materiali e Metallurgia dell’Università di Cambridge e con il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Imperial College di Londra. A Cambridge gli scienziati analizzano le possibilità di miglioramento dell’acciaio per cuscinetti in termini di usura e fatica, mentre quelli dell’Imperial College sono impegnati nello studio della meccanica dei cuscinetti e dei sistemi di lubrificazione atti a ridurre l’usura e l’attrito, che sono causa di guasti in ogni tipo di macchina.
Secondo Alan Begg, Senior Vice President, Group Technology della SKF, quando gli UTC saranno completamente operativi, si attuerà la seconda fase, volta ad attirare ulteriori finanziamenti dall’Unione Europea o dai governi nazionali, nonché a esaminare l’eventuale stipula di contratti
di collaborazione con altre università.

Due University Technology Centre mirati a promuovere la ricerca nelle aree critiche della tecnologia dei cuscinetti in vista della collaborazione strategica tra la SKF e il mondo accademico.

Con la recente istituzione di due nuovi University Technology Centre (UTC) presso l’Università di Cambridge e l’Imperial College di Londra, la SKF si è impegnata a collaborare nel lungo termine con la ricerca per risolvere alcuni problemi che condizionano la tecnologia dei cuscinetti.

La collaborazione tra il mondo industriale e quello accademico non è una novità per la SKF, che da tempo interagisce con numerose università in tutto il mondo. In particolare, l’azienda ha firmato due contratti strategici quinquennali, rispettivamente con il Dipartimento di Scienze dei Materiali e Metallurgia dell’Università di Cambridge e con il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Imperial College di Londra.

Inaugurato nel maggio 2009, l’SKF UTC di Cambridge ha il compito iniziale di studiare la composizione degli acciai e i relativi trattamenti termici, al fine di meglio comprenderne i meccanismi e limitare i danneggiamenti dei cuscinetti. A guidare i sette membri che formano il gruppo di ricercatori è il Prof. Harry Bhadeshia, stimato in tutto il mondo per gli studi nel campo della metallurgia fisica degli acciai, i cui risultati hanno dato vita a numerose nuove leghe, tra cui l’acciaio speciale impiegato per le rotaie del Tunnel della Manica.

L’SKF UTC dell’Imperial College di Londra è stato invece inaugurato nel gennaio 2010 ed è dedicato alla creazione di modelli e alla simulazione di sistemi tribologici. La tribologia è la branca dell’ingegneria che studia le interazioni superficiali tra gli organi in moto relativo, con particolare riferimento alla progettazione, alla lubrificazione, all’attrito e all’usura. Il Prof. Hugh Spikes, che ha al suo attivo oltre 200 pubblicazioni accademiche in questo campo e innumerevoli brevetti, è a capo di un gruppo dell’Imperial College composto da tre dottorandi e due ricercatori post-dottorato.

Chimica dei lubrificanti, lubrificazione elasto-idrodinamica, meccanica dei contatti, fatica superficiale e usura sono i settori di approfondimento cui è dedicato il team dell’Imperial College, ai quali si affiancano la modellazione al computer e gli studi teorici. L’intento è ridurre l’attrito e l’usura all’interno dei cuscinetti SKF, migliorando nel contempo la durata di esercizio e la prestazione nell’ambiente.

Sebbene aziende tecnologicamente avanzate, quali la SKF, abbiano al proprio interno appositi settori e specialisti dedicati alla R&S, collaborare con le università permette di accedere a scienziati e ingegneri di livello internazionale, la cui visione verso il futuro, più ampia di quanto potrebbe esserlo all’interno di un’azienda, e il modo diverso di affrontare i problemi favoriscono la creatività di tutti.

“La SKF è leader mondiale nella tecnologia dei cuscinetti, mentre qui a Cambridge conosciamo a fondo l’acciaio, il suo comportamento e i metodi per migliorarlo”, commenta Bhadeshia. “Questa sinergia ci permette di sviluppare tecnologie risolutive da applicare ai cuscinetti”.

Alan Begg, Senior Vice President, Group Technology della SKF, dice: “Non chiediamo a Bhadeshia di presentare nuovi sviluppi nell’immediato, perché cerchiamo di essere creativi, ma con gradualità. Il lavoro svolto con l’Università di Cambridge e l’Imperial College ha aperto già nelle prime fasi nuovi spiragli e aspetto di vedere cosa possono fare per noi”.

Oltre ad avvalersi delle capacità di ricercatori di prestigio, abituati a pensare fuori dagli schemi (v. riquadro), collaborare con il mondo accademico permette di raggruppare un numero maggiore di risorse e attrezzature rispetto a quanto sarebbe possibile fare in un laboratorio di ricerca SKF. Begg aggiunge: “Cambridge dispone di più di 20 microscopi elettronici per studiare e tracciare la struttura atomica dei vari acciai. Al nostro interno non potremmo operare in modo così intensivo”.


RICERCA AI MASSIMI LIVELLI

Il team di Cambridge è alla ricerca di nuove vie per combattere la fatica nell’acciaio per cuscinetti.

L´SKF UTC presso il Dipartimento di Scienze dei Materiali e Metallurgia dell’Università di Cambridge ha l’incarico di proporre nuove idee in tema di acciaio per cuscinetti.

“Uno dei principali temi di studio che riguardano i cuscinetti è la fatica”, dichiara il Prof. Harry Bhadeshia, direttore dell’SKF UTC di Cambridge, che negli ultimi 36 anni ha svolto ricerche fondamentali sulle proprietà dell’acciaio. “Il rotolamento dei corpi volventi sugli anelli sottopone l’acciaio a sollecitazioni, che, col tempo, portano al cedimento”. Tra le aree di studio ci sono l’impiego di acciaio nano-cristallino per minimizzare il tenore delle fasi fragili. Un’altra area di intervento è la cattura degli atomi di idrogeno nell’acciaio che sono responsabili di infragilimento in quanto creano sollecitazioni intorno alle particelle. L’idrogeno contenuto nell’umidità e nei lubrificanti, per esempio, penetra nell’acciaio attraverso la corrosione.

“Non ci libereremo mai della corrosione, ma se potessimo portar via l’idrogeno da dove crea danni, eviteremmo un sacco di problemi”, commenta Bhadeshia. “Siamo gli unici a svolgere ricerche nel campo del nano-acciaio per applicazioni di cuscinetti, nonché gli unici che dispongono di attrezzature per questo tipo di lavoro”.

Bhadeshia ritiene che, sebbene agli albori, le nanotecnologie in grado di intrappolare l’idrogeno possano diventare decisive.

“Il nostro obiettivo è svolgere ricerche di lungo termine atte a produrre nuove tecnologie da implementare all’interno della SKF”.

La sperimentazione è ancora lunga, ma se questa tecnica funzionasse, avremmo trovato il modo per rendere l’idrogeno innocuo”.

Più facile a dirsi che a farsi. L’acciaio 1%C-1,5% Cr è quello più comunemente impiegato nella fabbricazione di cuscinetti. Modificarlo aggiungendo un’ampia gamma di altri atomi, o soluti, in concentrazioni pari a diverse parti per milione (in combinazione con particolari processi di fabbricazione e laminazione dell’acciaio stesso) può esercitare un profondo impatto sulla sua struttura cristallina e quindi sulle sue proprietà. Il team di Bhadeshia spera di limitare il numero di esperimenti necessari, sviluppando e adottando una teoria adeguata alla tecnologia dei cuscinetti.

“Solo il 5 percento della scienza diventa tecnologia, ma avendo come obiettivo la fabbricazione di un prodotto, non si può fare a meno che ciò avvenga, grazie anche alla piena collaborazione della SKF e a tanta buona volontà”. 

 

“Only 5 percent of science makes it into technology, but our goal is to produce a product, and we have no excuse not to deliver – bearing in mind the 100 percent seamless cooperation from SKF and so much good will,” says Bhadeshia.