Roulements à billes en métal, en polymère ou en céramique : lequel choisir et quand ?

Il n'est pas toujours facile de choisir le bon matériau pour les roulements à billes. Dans cet article, vous apprendrez en un bref résumé si et quand les roulements à billes en métal, en plastique ou en céramique entrent en ligne de compte.

Limites des roulements à billes en métal

Les roulements à billes métalliques sont principalement utilisés dans la plupart des applications de la construction mécanique classique. Ils occupent la première place en termes de volumes de vente dans le monde et conviennent à un grand nombre d'applications mécaniques différentes. Cependant, on atteint toujours la limite d'utilisation lorsque le roulement doit répondre à d'autres exigences que la charge et la vitesse de rotation. Cela concerne par exemple différents secteurs comme l'industrie alimentaire ou la technique médicale. Ici, des propriétés telles que l'aptitude au contact avec les aliments ou l'aptitude à l'utilisation en salle blanche sont déterminantes. Pour cela, les fabricants d'installations exigent souvent une certification alimentaire selon la norme européenne 10/2011 ou selon la FDA (autorité américaine : Food and Drug Administration).

Le plastique et ses avantages

L'avantage des matières plastiques réside dans la diversité des matériaux. Ainsi, pour les applications les plus diverses, il est possible de choisir différents polymères de base dont les propriétés conviennent exactement à l'application. Ces dernières années, les polymères de base comme le POM, le PP, le PEEK ainsi que d'autres matières plastiques se sont ainsi imposés. Les roulements à billes en plastique peuvent convenir aux secteurs et applications suivants :

• Industrie alimentaire (avantage du contact alimentaire)
• Technique médicale (avantage de la conformité FDA)
• Industrie chimique (avantage de la résistance aux produits chimiques)
• Industrie textile (pas d'adhérence de la poussière et de la saleté)
• Vide / hautes températures (pas de destruction du lubrifiant)
• Applications spéciales comme l'IRM ou les détecteurs de métaux (avantage absence de métaux)

Outre le fait que les roulements à billes en plastique xiros ne sont pas corrosifs et résistent à la chaleur, ils peuvent également être utilisés dans des environnements chimiques. Les coûts de maintenance des installations et des machines peuvent être économisés et la sécurité contre les pannes peut être augmentée. Les roulements à billes en plastique se caractérisent en effet par un fonctionnement à sec avec un faible frottement, ce qui permet aux roulements à billes xiros de fonctionner sans lubrification. La résistance au roulement peut ainsi être réduite au minimum. En effet, les billes ne doivent pas surmonter la résistance du lubrifiant, ce qui leur permet de démarrer avec un faible couple de décollement.

Mais les roulements à billes en plastique peuvent aussi atteindre leurs limites. Par exemple, les vitesses de rotation supérieures à 5 000 tours par minute ne peuvent être réalisées que pendant une courte période, car les matières plastiques se déforment plus rapidement que les métaux en raison des vitesses de rotation plus élevées et de la chaleur qui en résulte. En revanche, les roulements en métal ont une longueur d'avance en ce qui concerne les vitesses plus élevées et l'absorption de charges plus importantes. Dans ce domaine, la variante métallique marque des points en raison d'une combinaison de dureté et d'élasticité.

135 billions de mouvements d'essai dans le laboratoire de testinterne

Oui, les roulements à billes métalliques sont en tête dans ces disciplines, mais l'évolution de la technique des roulements à billes permet de redistribuer les cartes. De quoi s'agit-il exactement ? igus mène depuis toujours une recherche fondamentale et dispose d'un laboratoire d'essai qui effectue chaque année environ 135 billions de cycles de test. Outre l'étude des coefficients de frottement et des taux d'usure, le comportement à la corrosion est également à l'ordre du jour.