NSK dévoile une cage en bioplastique, pour ses roulements à billes à gorge profonde. Innovation mondiale selon le constructeur, celui-ci espère lancer la dynamique des pièces de machines respectueuses de l’environnement. Un développement issu d’une recherche et de tests qui n’aurait pas abouti sans les techniques de simulation numérique.

En fabriquant la cage de roulement à partir d’un matériau bioplastique provenant de sources de biomasse renouvelables (principalement des plantes), il est possible de réduire les émissions de CO₂ sur le cycle de vie de 91% par rapport aux plastiques conventionnels fabriqués à partir de combustibles fossiles, contribuant ainsi aux initiatives de neutralité carbone.

Traditionnellement, les composants bioplastiques conventionnels pâtissent d’une faible résistance thermique. Mais le matériau de cage choisi par NSK peut supporter des températures de fonctionnement allant jusqu’à 120°C. Il présente une solidité, une résistance à la chaleur, à la graisse et à la soudure équivalentes à celles du polyamide 6-6, ainsi qu’une rigidité et une résistance à la fatigue, au fluage et aux chocs comparables.

Les roulements constituent un composant clé des moteurs de ventilateur des climatiseurs. En profitant de roulements NSK à billes à gorge profonde séries 60 et 62 et de la première cage 100% bioplastique au monde, le fabricant espère donner aux industriels l’habitude de produits biosourcés et respectueux de l’environnement.

À l’avenir, NSK poursuivra l´utilisation des bioplastiques sur des produits destinés à d’autres secteurs, afin de continuer à réduire les émissions de carbone et de contribuer à l´émergence d’une société neutre en carbone.

Ingénierie assistée, jumeau numérique… une démarche R&D qui servira pour de futures innovations

L’utilisation de la technologie IAO (pour ingénierie assistée par ordinateur) dans le processus de développement a permis à NSK d’évaluer les dimensions, la forme et la déformation, et de vérifier l’adéquation des outils de moulage existants. L’entreprise a également pu évaluer des attributs importants tels que la résistance et la stabilité dimensionnelle. En particulier, les ingénieurs ont utilisé la simulation avec un jumeau numérique, pour évaluer les caractéristiques de contrainte de la cage en conditions de fonctionnement.

En s’appuyant sur les résultats de la simulation, NSK a procédé à une validation plus poussée des performances de la cage pendant la rotation par le biais de tests en conditions réelles sur des prototypes physiques. En appliquant les deux perspectives en parallèle, la société a réduit le temps de développement de la cage à un tiers de celui des procédés habituels.

Outre une fiabilité élevée, ces roulements doivent présenter un faible niveau de bruit et de frottement. Les tests d’évaluation fonctionnelle réalisés par NSK ont confirmé que les roulements dotés de la cage en bioplastique affichent des performances en matière de bruit et de frottement équivalentes à celles des cages conventionnelles en polyamide 6-6.