Dagli specialisti della ceramica ad alte prestazioni

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1 CERAMICA AD ALTE PRESTAZIONI Dagli specialisti della ceramica ad alte prestazioni T H E C E R A M I C E X P E R T S

2 Ferrostaal/Hauke Dressler GLI SPECIALISTI DI SICUREZZA E FUNZIONALITÀ Spesso invisibile, ma di grande effetto. Discreta grazie al funzionamento perfetto. Indispensabile per prestazioni, sicurezza e affidabilità. Ecco come interagiamo ogni giorno con la ceramica ad alte prestazioni, spesso senza nemmeno accorgercene. Quando ci laviamo le mani, prepariamo un espresso, parliamo al cellulare, guidiamo l auto o andiamo dal dentista. Ovunque non vi siano altri materiali in grado di fornire risposte adeguate alle esigenze specifiche di particolari settori d applicazione. Oppure laddove sia richiesto il massimo grado di funzionalità e sicurezza. Le incomparabili proprietà della ceramica ad alte prestazioni sono ormai irrinunciabili in numerose applicazioni. E il potenziale di questo materiale è ancora lontano dall essere completamente sfruttato. Poiché la ceramica ad alte prestazioni di offre benefici e vantaggi decisivi per le sfide del futuro. i E bene sapere che... SETTORI DI APPLICAZIONE DELLA CERAMICA AD ALTE PRESTAZIONI Chimica e tecnologia dei processi Costruzione di apparecchiature, macchinari e impianti Approvvigionamento energetico e tecnologia ambientale Lavorazione dei metalli Riciclaggio e trattamento Rubinetterie sanitarie Trattamento delle acque Costruzione di motori e turbine Tecnologia dei sensori e degli attuatori Sistemi di illuminazione Elettronica e tecnica di comunicazione Dispositivi medici Impianti e protesi mediche SPECIALISTI NELLA COSTRUZIONE DI IMPIANTI, MACCHINARI E APPARECCHIATURE In numerosi settori della chimica e della tecnologia dei processi, la ceramica ad alte prestazioni di consente il sicuro controllo dei processi, la riduzione delle emissioni e la gestione responsabile delle nostre risorse. L altissima resistenza all usura, alla temperatura e alla corrosione rendono la ceramica ad alte prestazioni l alternativa affidabile ad altri materiali nella costruzione di apparecchiature, macchinari e impianti. Nella tecnologia chimica, ambientale o energetica, nella meccanica di precisione o nella lavorazione plastica, i prodotti contribuiscono in misura determinante all incremento della durata e del rendimento di macchinari e impianti. In particolare nella lavorazione dei metalli, la truciolatura ad alte prestazioni ottenuta con i nostri materiali e utensili da taglio SPK consente un elevata sicurezza del processo, nonché una produzione economica ed efficiente grazie alla decisiva riduzione dei tempi e dei costi di realizzazione. GLI SPECIALISTI DELL INDUSTRIA AUTOMOBILISTICA La ceramica ad alte prestazioni svolge un ruolo determinante nell incremento di sicurezza, economicità e comfort nell industria automobilistica. Sensori piezoceramici fanno da guide per i sistemi di controllo elettronico, a cui forniscono informazioni su silenziosità di funzionamento del motore, posizione e cambi di direzione. Componenti elettronici basati su substrati ceramici reagiscono a tali informazioni controllando il motore, i sistemi di sicurezza (quali ABS e ASR) e attivando l airbag. Nel motore,parti ceramiche resistenti al calore (componenti di valvole, elementi di supporto nell alloggiamento albero motore, componenti di pompe per benzina e acqua) assicurano un elevato grado di efficienza, e usura e rumorosità ridotte. Il materiale composito MMC Metal Matrix Ceramic apre nuove prospettive nelle costruzioni in lega leggera. Infine i sistemi di illuminazione a LED con componenti ceramici migliorano sensibilmente la visibilità, mentre le ceramiche di protezione garantiscono la necessaria sicurezza.

3 SICUREZZA E FUNZIONALITÀ GLI SPECIALISTI DELL ELETTRONICA GLI SPECIALISTI DELLA TECNOLOGIA MEDICA I nostri substrati e numerosi altri componenti sono utilizzati in ogni settore dell elettronica. I dissipatori di calore in ceramica creano ad esempio il clima giusto per l elettronica ad alta potenza. I nostri componenti garantiscono un funzionamento sicuro e affidabile nella tecnologia aerospaziale, nell industria automobilistica, nella tecnologia dei sensori, nell optoelettronica, nella tecnica di misurazione e controllo, nonché nell elettronica industriale e di intrattenimento. è uno dei principali produttori di questi componenti. L elettronica fa muovere e comprendere il mondo, la ceramica ad alte prestazioni garantisce che tutto funzioni come previsto. La ceramica ad alte prestazioni è utilizzata in numerosi dispositivi medici, ad es. nei litotritori o nei dispositivi di pulizia ad ultrasuoni. Oppure nei prodotti odontoiatrici nel settore della ceramica dentale. La bioceramica consente inoltre di preservare e aumentare la qualità della vita, ad esempio con i componenti implantari per le articolazioni dell anca e del ginocchio. La ceramica ad alte prestazioni, biocompatibile e in grado di sopportare sollecitazioni estreme, permette al medico di trattare i pazienti in modo ottimale, aiutandoli ad affrontare di nuovo la normale quotidianità. Oggi nel mondo, ogni minuto viene impiantata una protesi dell anca con componenti BIOLOX. 2 3

4 GLI SPECIALISTI PER OGNI SETTORE D APPLICAZIONE Un know-how completo di materiali, produzione e applicazioni, nonché oltre 100 anni d esperienza fanno di noi gli specialisti assoluti della ceramica ad alte prestazioni per ogni ambito d applicazione. Nel quadro di un organizzazione orientata all utilizzatore, varie divisioni indipendenti di sono responsabili dell assistenza mirata a singoli segmenti di mercato. Ogni divisione rappresenta una gamma specifica di servizi, dallo sviluppo alla produzione, fino alla distribuzione dei prodotti. Per i nostri clienti ciò significa percorsi brevi, partner flessibili e dinamici, elevata competenza specialistica e decisioni rapide. IL PROGRAMMA DI PRODUZIONE DELLE DIVISIONI Chimica Vettori catalitici, tubi pirometrici, componenti in titanato di alluminio per la fusione di getti metallici, accessori per macine, porcellana da laboratorio, componenti speciali, tubi di protezione e di isolamento. Ceramica multifunzionale Componenti di sistemi per l isolamento elettrico e termico, nonché tecnologia automobilistica e meccanica di precisione. Ossido di alluminio metallizzato per l elettronica. Piezoceramiche per la tecnologia dei sensori e degli attuatori. Elettronica Substrati in Al 2 O 3 e AIN per microelettronica ed elettronica ad alte prestazioni, componenti e substrati passivi per bobine e resistenze. Dissipatori di calore in ceramica CeramCool. Componenti di celle a combustibile. Utensili da taglio SPK Inserti SPK e sistemi di utensili personalizzati per tornire, fresare e alesare ghisa e acciai temprati. Tecnologia meccanica Componenti per processi di deformazione plastica, componenti per l impiego nella costruzione di macchinari e impianti, componenti speciali per applicazioni speciali. Tecnologia dei sistemi Dischi di tenuta e regolazione Ceramdisc per rubinetterie e apparecchi, cartucce triduon per il settore igienico-sanitario, componenti per pompe e compressori, componenti per l industria automobilistica. Tecnologia medica Componenti BIOLOX per l impiego nelle protesi dell anca e del ginocchio milioni di impianti già inseriti in tutto il mondo.

5 DIVISIONI E FILIALI IL PROGRAMMA DI PRODUZIONE DELLE FILIALI -ETEC GmbH, Germania Soluzioni di protezione anti-usura per una maggiore affidabilità ed economicità. Ceramica balistica per la protezione di persone, veicoli e oggetti. Innovative Ceramic Engineering, (M) Sdn. Bhd., Malaysia Stampi a immersione per la produzione di guanti in gomma per uso in ambito medico, industriale e domestico. Emil Müller GmbH, Germania Anime di colata per la produzione di pistoni. Czech Republic s.r.o., Dischi di tenuta e regolazione per rubinetteria e apparecchi, componenti per la costruzione di macchinari e apparecchiature in carburo di silicio. Suzhou Ltd., China Componenti per macchinari tessili, lavorazione laser di substrati, dischi di tenuta e regolazione per rubinetterie e apparecchi. North America Corp., USA Ceramaseal a tenuta di pressione a vuoto, connessioni in ceramica-metallo e vetro-ceramica. Componenti per l industria automobilistica, elettronica, applicazioni industriali e balistica. UK Ltd., England Corpi per fusibili, supporti per resistenze e accenditori di gas, substrati lavorati al laser. Durawear Corporation, USA Ceramica anti-corrosione e anti-usura. Korea Ltd., Korea Lavorazione laser di substrati. 4 5

6 GLI SPECIALISTI IN TUTTI I MERCATI Per tale motivo, oltre agli stabilimenti in Germania, le nostre filiali, le organizzazioni di vendita, gli uffici di rappresentanza e i partner commerciali in tutto il mondo assicurano la massima vicinanza ai nostri clienti. CHINA Suzhou FRANCIA Bureau de Représentation Gennevilliers GRANDE BRETAGNA UK Colyton ITALIA Commerciale Italiana Bergamo COREA Korea Innovative Ceramic Engineering Suwon City MALESIA Malaysia Seremban STATI UNITI D AMERICA North America Laurens, SC Durawear Corp. Birmingham, AL INDIA Repräsentanz Indien Mumbai RUSSIA Repräsentanz Russland Mosca GERMANIA GmbH BRASILE PST Press Sintertécnica Brasil Nova Odessa Estado de São Paulo MESSICO PST Mexiko Puebla POLONIA PST Press + Sintertechnik Gorzyce SUD AFRICA -ETEC Pretoria North SVEZIA Scandinavian Sales Office Göteborg SPAGNA E PORTOGALLO Ibérica Vilassar de Mar/Barcelona -ETEC Lohmar Wittlich Marktredwitz Lauf REPUBBLICA CECA Czech Republic Sumperk Ebersbach/Fils Plochingen Emil Müller Wilhermsdorf

7 SITI NEL MONDO ITALIA Commerciale Italiana La nuova sede della Commerciale Italiana è stata aperta a Bergamo nel 2003, come ufficio tecnico-commerciale composto da un team di personale qualificato, che svolge il ruolo di collegamento tra le unità produttive nel mondo ed il mercato italiano. A Roma ha sede un ufficio specifico per il settore della tecnologia bio-medica. Commerciale Italiana Via Campagnola, Bergamo Tel.: Fax: ceramtec@ceramtec1.191.it i E bene sapere che... CERAMTEC IN BREVE Oltre 100 anni di esperienza nella ceramica ad alte prestazioni Oltre collaboratori in tutto il mondo Stabilimenti di produzione e filiali in Europa, Asia e America Ufficio della tecnologia bio-medica BIOLOX Via Busto Arsizio Roma Tel.: Fax: f.macchi@ceramtec.de Per maggiori informazioni relative ai referenti da contattare, consultare: 6 7

8 RESISTENZA ALLA TEMPERATURA ISOLAMENTO TERMICO DUREZZA E RESISTENZA ALL USURA RESISTENZA ALLA ROTTURA E ALLA PRESSIONE RESISTENZA ALLA CORR E BIOCOMPATIBILITÀ GLI SPECIALISTI DEI MATERIALI CERAMICI Ogni applicazione e ogni componente in ceramica pongono requisiti individuali in termini di capacità e proprietà del materiale. Per tale motivo, il successo nell uso di un prodotto dipende soprattutto dalla giusta scelta del materiale, dalle sue corrette impostazioni e dal design dei componenti. Questo è l ambito di competenza d elezione dei nostri specialisti dei materiali, che conoscono tutti i profili d applicazione della ceramica ad alte prestazioni e sono quindi in grado di trovare anche la soluzione ottimale ai problemi. OSSIDOCERAMICA OSSIDO DI ZIRCONIO A seconda della struttura cristallina, gli ossidi di zirconio sottoposti a sollecitazione meccanica possono presentare reazioni pseudoelastiche, consentendo così di ottenere resistenze estremamente elevate dei componenti. Oltre alle loro straordinarie proprietà tribologiche in termini di attrito e usura su oggetti che si muovono in direzione opposta, gli ossidi di zirconio si distinguono anche per le seguenti caratteristiche: Straordinaria resistenza alla rottura Elevata resistenza all usura Elevata resistenza alla corrosione Bassa conduttività termica Coefficiente di dilatazione simile all acciaio In tal modo gli ossidi di zirconio hanno acquistato un importanza sempre maggiore come materiali strutturali per componenti soggetti a forti sollecitazioni: ovunque si richieda resistenza all usura, resistenza alla corrosione o isolamento elettrico e termico, l ossido di zirconio è il materiale ideale nella costruzione di macchinari e apparecchiature, grazie al quale è possibile sviluppare nuovi settori d applicazione o sostituire componenti in acciaio. TITANATO DI ALLUMINIO Le particolari proprietà di questo materiale risiedono nel fatto che esso non si dilata neanche se sottoposto a temperature elevate. I componenti realizzati con questo materiale possono resistere persino alle più repentine variazioni di temperatura di parecchie centinaia di gradi, senza subire alcun danno. Il titanato di alluminio si distingue anche per le seguenti proprietà: Straordinaria resistenza agli shock termici Elevato isolamento termico Basso modulo di elasticità Buona resistenza chimica Queste proprietà rendono il titanato di alluminio un materiale particolarmente indicato per l impiego nella fusione dei metalli. CERAMICA A BASE DI SILICATO Questi materiali, considerati tradizionali, possiedono le seguenti proprietà: Ottima capacità di isolamento elettrico e termico Elevata resistenza alle variazioni di temperatura Dilatazione termica minima e/o predefinita Resistenza alla corrosione offrendo così componenti estremamente economici per l isolamento nell industria elettronica e automobilistica, nella tecnologia elettrica, di illuminazione e di riscaldamento, nonché nella tecnologia ambientale, termica,di precisione e di misurazione. PIEZOCERAMICA Grazie alle sue particolari proprietà attive, la piezoceramica ha già reso accessibili numerosi settori di applicazione. Il processo di produzione della piezoceramica è specificatamente finalizzato a conferire a questo materiale proprietà insolite in queste combinazioni, che consentono ai componenti piezoceramici di svolgere le seguenti azioni: Trasformare l energia meccanica, cioè pressione, dilatazione o accelerazione, in energia elettrica Trasformare la tensione elettrica in movimento o oscillazione meccanica. La piezoceramica si distingue per l elevata densità di energia e per un buon grado di rendimento. OSSIDO DI ALLUMINIO L ossido di alluminio, nei suoi diversi gradi di purezza, è il materiale in ossidoceramica di gran lunga più importante. dispone di un ampia gamma di materiali a bassa densità e a peso ridotto, con proprietà in svariate combinazioni: Resistenza meccanica da elevata a estremamente elevata Buona conduttività termica Elevata resistenza a corrosione e usura Buone proprietà di scorrimento Ottimo isolamento elettrico

9 MATERIALI CERAMICI E RELATIVE PROPRIETÀ OSIONE ISOLAMENTO ELETTRICO E RIGIDITÀ DIELETTRICA RESISTENZA CHIMICA CONDUTTIVITÀ TERMICA E RESISTENZA AGLI SHOCK TERMICI PIEZOELETTRICITÀ E DINAMICA NON-OSSIDO CERAMICA CARBURO DI SILICIO NITRURO DI SILICIO I materiali a base di carburo di silicio sono estremamente leggeri, ma quasi paragonabili al diamante per durezza e resistenza alla temperatura. Tra le particolari proprietà vi sono: Durezza estremamente elevata Eccellente resistenza a corrosione anche in presenza di temperature d applicazione molto elevate Resistenza agli shock termici Conduttività termica estremamente elevata (superiore all acciaio) Scarsa dilatazione termica Elevata resistenza all usura e ottime proprietà di scorrimento Il carburo di silicio è in grado di tenere sotto controllo corrosione, abrasione ed erosione con la stessa efficacia con cui resiste all usura da sfregamento. I componenti sono ad es. utilizzati in impianti chimici, mulini, espansori ed estrusori o sotto forma di ugelli. L assenza di rischi tossicologici del carburo di silicio è il requisito per l impiego nell industria alimentare. Un ulteriore settore d impiego tipico dei componenti in carburo di silicio è la tecnologia di tenuta dinamica che utilizza cuscinetti radenti o guarnizioni ad anello scorrevole, ad es. nelle pompe e nei sistemi di azionamento. Rispetto ai metalli, il carburo di silicio consente soluzioni estremamente economiche a fronte di una maggiore durata degli utensili, anche in caso d impiego con mezzi aggressivi e a temperature elevate. Le rubinetterie in carburo di silicio sono straordinariamente indicate anche per impegnative condizioni d impiego, ad es. nella produzione chimica, nella tecnologia energetica, nella produzione della carta, nonché come componenti per sistemi di condutture. I materiali a base di nitruro di silicio sono perfettamente indicati per la produzione di componenti soggetti a sollecitazione meccanica e per applicazioni specifiche dei motori, in particolare in presenza di temperature piuttosto elevate. Presentano inoltre proprietà straordinarie: Elevata resistenza Elevata resistenza a fratture e resistenza agli urti Straordinaria resistenza all usura Buona conduttività termica Dilatazione termica estremamente bassa Resistenza agli shock termici Queste proprietà e il peso estremamente contenuto rendono il nitruro di silicio una scelta eccellente in caso di esigenze particolarmente rigorose. Per tale motivo i componenti realizzati in ceramica a base di nitruro di silicio sono ad esempio utilizzati con successo in svariati processi di saldatura. NITRURO DI ALLUMINIO I nitruri di alluminio sono indicati, tra l altro, come materiali di isolamento elettrico nella microelettronica, come materiali risonatori nell industria metallurgica dell alluminio e nella tecnologia laser o come scambiatori di calore. Si distinguono per le seguenti proprietà: Conduttività termica estremamente elevata Elevata capacità di isolamento elettrico Favorevole resistenza alle variazioni di temperatura Buone caratteristiche di metallizzazione Scarsa dilatazione termica Inoltre i nitruri di alluminio sono utilizzati nella produzione di substrati per semiconduttori e nell elettronica ad elevate prestazioni. MATERIALI COMPOSITI MATERIALI COMPOSITI IN METALLO- CERAMICA L uso di componenti in lega leggera soggetti a sollecitazioni elevate richiede l impiego di materiali compositi. Nei componenti compositi realizzati in metallo e ceramica (Metal Matrix Composites, MMC, o Ceramic Matrix Composites, CMC), un supporto metallico viene rinforzato con particelle di materiale duro in ceramica. In tal modo è possibile combinare la leggerezza del metallo alla resistenza della ceramica, sottoponendo il componente a carichi tribologici, meccanici o termici. I pezzi preformati in ceramica ad alta porosità, le cosiddette preforme, vengono infiltrati dal metallo fuso durante la successiva fusione del componente leggero, garantendo così un unione perfetta tra metallo e ceramica. Ovunque vi sia la necessità di rinforzare localmente e ottimizzare componenti leggeri in metallo, l impiego di materiali compositi in metallo-ceramica rappresenta un interessante soluzione dal punto di vista sia tecnico che economico. 8 9

10 GLI SPECIALISTI PER LE SFIDE DEL FUTURO Continua miniaturizzazione dei componenti elettronici, innovative tecnologie delle superfici, trend e sviluppi nei mercati della salute, della neo-ecologia (tra cui le energie rigenerative), della mobilità o della tecnologia delle comunicazioni: le sfide del futuro sono molteplici e richiedono soluzioni innovative. I materiali in ceramica ad alte prestazioni aprono a costruttori e progettisti opportunità insospettate, spronandoli a esplorare nuove dimensioni. Gli specialisti di contribuiscono a massimizzare il potenziale della ceramica ad alte prestazioni. Grazie alla loro esperienza estensiva, sono i partner indispensabili nel cammino verso nuove soluzioni e applicazioni. Si tratta di specialisti la cui profonda competenza è in grado di garantire la massima sicurezza e ampie chance di successo nel processo di sviluppo. GLI SPECIALISTI DELLO SVILUPPO GLI SPECIALISTI DI SISTEMA Ogni applicazione richiede uno sviluppo indipendente e la stretta collaborazione tra utilizzatori, costruttori ed esperti del settore ceramico. In linea di principio tutto è possibile. Una gestione completa delle tecnologie controlla la miriade di strutture di ricerca e sviluppo di. Moderni metodi, quali la pianificazione statistica delle prove e le tecniche di simulazione, garantiscono brevi tempi di sviluppo. Collaboratori esperti nei settori della ricerca, dello sviluppo e delle tecniche d applicazione sono disponibili fin dall inizio come interlocutori affidabili per la realizzazione delle vostre idee. Assieme ai vostri esperti, saranno definite le condizioni d impiego, i criteri delle specifiche e i prerequisiti costruttivi, e sviluppate soluzioni economiche. La nostra gestione delle innovazioni fornisce il knowhow per le soluzioni avanzate richieste dai nostri clienti. L unico modo di creare un effettivo valore aggiunto e raggiungere il successo è l integrazione dei componenti in ceramica nel sistema completo. Gli specialisti di, quindi, non pensano in termini di prodotto, ma di soluzioni di sistema. L esteso knowhow nelle tecnologie di integrazione crea soluzioni economiche e basate sulla ceramica per qualsiasi applicazione. Grazie al continuo miglioramento della sicurezza di funzionamento, all ottimizzazione della capacità di carico dei componenti, al totale sfruttamento del potenziale di risparmio e alla concentrazione su un solo fornitore di sistema, la nostra competenza ceramica diventa un prezioso vantaggio per i nostri clienti.

11 IL FUTURO IN SISTEMI, SVILUPPO, PRODUZIONE GLI SPECIALISTI DELLA PRODUZIONE I metodi di produzione e di lavorazione della ceramica ad alte prestazioni sono versatili tanto quanto le opportunità d impiego e i materiali perfettamente complementari che ne derivano. Ogni materiale, ogni versione di componente richiede una tecnologia di produzione individuale. Come specialisti della produzione, abbiamo perfezionato questi metodi nel corso di oltre 100 anni. I processi controllati rappresentano la base per una produzione in cui sono realizzati prototipi personalizzati con la stessa precisione e affidabilità dei componenti standard prodotti in serie. Processi quali l estrusione, la pressatura, l iniezione e la fusione consentono di trasformare la massa ceramica grezza in geometrie complesse. Nei nostri forni vengono creati prodotti di alta qualità con solide microstrutture cristalline in condizioni predefinite. Il calcolo esatto del ritiro comunque inevitabile fa parte delle particolari abilità di un produttore competente come. I processi di finitura finali trasformano i prodotti ceramici grezzi in componenti di precisione. GLI SPECIALISTI DELLA QUALITÀ Come specialista nello sviluppo, nella produzione e nella distribuzione di prodotti innovativi realizzati in ceramica ad alte prestazioni, è impegnata a garantire una qualità senza compromessi in qualsiasi settore di attività. Per ciò significa essere avanti di un passo oggi per soddisfare le aspettative dei clienti anche domani. i E bene sapere che... LE CERTIFICAZIONI ATTESTANO LA NOSTRA COERENTE FILOSOFIA DI QUALITÀ: DIN ISO 9001 ISO TS DIN EN ISO DIN EN ISO Per maggior informazioni: propone il manuale gratuito «Ceramica Tecnica», in versione inglese, della serie «La biblioteca della tecnica» delle edizioni moderne industrie. è partner nella realizzazione del manuale e fornisce informazioni, immagini e suggerimenti sull argomento. I capitoli includono tra l altro una panoramica del materiale, il processo di produzione, la realizzazione e la ceramica tecnica nell applicazione pratica e forniscono un quadro dettagliato del mondo di questo moderno materiale, la ceramica ad alte prestazioni. Per ordini, consultare

12 T H E C E R A M I C E X P E R T S Commerciale Italiana Via Campagnola, Bergamo Tel.: Fax: ceramtec@ceramtec1.191.it CA IT atio (3240) Printed in Germany