工业4.0(Part 2):材料性能挑战

随着工业4.0的发展势头越来越强劲,对软件之外(即硬件材料层面)的解决方案的深入研究,对于在可靠性和生产率方面取得最佳的结果至关重要。

, 威格斯制造和工程总监,

 

最近的一项全球调查显示,72%的公司预计到2020年将达到很高的数字化水平,这表明企业已认识到利用工业4.0的数字化优势推动制造业运营的重要性。
在第1部分关于工业4.0的论述中,我们提出了一个关键问题:由于人们的关注重点通常是人工智能(AI)和用于自动化和数据交换的软件,硬件能否跟上步伐所面临的挑战是否常常被忽视?几个例子表明,这个问题值得深入研究。1


实现宏观目标的微观要求

用于制造密封元件的材料就是很好的例子,因为这类材料可以作为成功发挥作用的关键因素。在选择材料时通常要考虑两个关键需求:
• 对更高效率的需求(降低制造和组装、运营及总体成本)
• 提高性能的需求(达到可靠性目标并减少停机时间)
一种能满足这些需求的材料就是VICTREX™ PEEK,它是一种高性能聚合物,已被广泛用于各种行业,如石油和天然气及汽车等行业。这种材料被用于很多苛刻和要求高的应用环境中。事实证明,它具有可进一步扩展极限的能力,原因是,PEEK可满足多项要求,而替代材料通常只能满足某个特定要求。例如,这种重量轻、强度高的聚合物非常耐用,具有高耐磨性、可在极端温度条件下工作,并且还具有耐化学性,其纯度对于食品和饮料工业的关键应用也至关重要。



 

保证极端条件下的密封性能


高效密封是几乎所有现代工业流程中必不可少的一部分,这些流程中基本都涉及到气体、液体和固体的传输。无论对这些商品如何封闭(如采用端盖)、计量(流量计)、控制(阀门)或与运动部件分离,都需要密封。广阔的应用前景同样需要多样化的密封技术和产品。其中一个例子就是由PEEK制造的开口环密封件,这类零件通常用于往复运动、以及液压旋转接头和传动装置。由于聚合物固有的韧性和弹性,证明这类材料非常可靠,安装后的开口环密封件不会发生破损,而高强度和抗蠕变性能为腐蚀性环境提供了长久的使用寿命。2
用于控制各种腐蚀性液体和气体的球阀座,是高性能聚合物的另一个应用领域。这类用途广泛的材料可为钢球提供优异的密封性,再加上对蒸汽的高阻隔性,意味着这类材料也可被用于蒸汽系统的控制阀,通过提供持久、有效的密封,使开关紧闭并提供长久的使用寿命,从而减少泄漏和代价昂贵的停机和维护。2
这些材料的很多特性通过PEEK在食品制造工业中的应用,得以继续发挥作用,其优势是,许多相应的聚合物牌号均符合EU、FDA、NSF、3A、WRAS法规。3例如,不锈钢通常用于高耐热性的链条。但在食品加工输送带链条的应用中,高耐热性和耐化学性是必不可少的要求。由VICTREX™ PEEK聚合物及其复合物制成的链条,可承受高达260°C(500°F)的高温,并具有优异的耐受洗涤剂(如过氧化氢和苛性钠)的能力。


通过软件和硬件获得增长优势


作为推行“工业4.0”战略的一部分,各个公司均正在计划将数字化水平推至更高层次,以降低成本和提高效率。软件和AI是自动化的关键。但也有机会通过硬件和材料选择与材料专家合作,来了解如何利用高性能聚合物解决特定需求,以跟上自动化环境的发展步伐。数十年来,VICTREX™ PEEK已被各行业用于众多高性能应用中,并展示出其具备高性能特性,可满足工业4.0的硬件需求。
参考资料
1) PwC: 2016年全球工业4.0调查,工业4.0: 构建数字企业
https://www.pwc.com/
2) Small, Geoff: 密封技术, 2014, issn 1350-4789
3)客户必须自行核查其实际选择的PEEK是否符合这些法规
© 威格斯公司 2018. 保留所有权利。
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