Materiali di rivestimento autolubrificanti
Per evitare usura e danni a sistemi di trasmissione del moto soggetti a carichi gravosi si impiegano come lubrificanti dei fluidi idraulici. Nel motore, la maggior quantità di lubrificazione è necessaria solo in occasione dell'avvio e all'arresto del movimento. È infatti durante questo periodo che il regime di lubrificazione elastoidrodinamico si trova in condizioni di instabilità e richiede quantità elevate di fluido idraulico. Una volta raggiunto il funzionamento a regime, queste elevate quantità di fluido non sono più necessarie, e per di più non vi è modo di rimuoverle. L'eccesso di fluido genera una maggiore resistenza d'attrito ed impone un limite alla velocità massima di regime raggiungibile dal sistema meccanico. Anche dopo l'uso, i fluidi idraulici esausti rappresentano una fonte di rifiuti significativa, il cui smaltimento è difficile e costoso. Se si utilizzano rivestimenti a basso coefficiente d'attrito e ad elevata resistenza, è possibile ridurre in maniera sostanziale le quantità di fluidi idraulici necessari. Durante questo progetto sono stati sviluppati due rivestimenti, uno a base di carbonio e uno a base di MoS2, applicabili sia a componenti meccanici, che a utensili di taglio e formatura. I rivestimenti sono depositati mediante polverizzazione catodica (sputtering) da magnetron e possono essere applicati anche a geometrie complesse. In confronto ai rivestimenti duri tradizionali quali TiN e TiC, questi nuovi rivestimenti esibiscono proprietà superiori. Hanno bassi coefficienti di frizione e di usura anche in presenza di carichi estremamente elevati e possiedono ottime proprietà tribologiche sia in normale olio minerale che in ambienti asciutti. Possono essere utilizzati con una minore quantità di lubrificante o addirittura senza alcun fluido lubrificante. I risultati immediati di maggior rilievo comprendono una maggiore durata dei componenti, una riduzione dell'energia utilizzata grazie alla riduzione dell'attrito, una riduzione dei rischi ambientali, grazie alla riduzione delle quantità di fluidi lubrificanti utilizzati. Nel corso del progetto sono state realizzate viti a circolazione di sfere di dimostrazione con componenti rivestiti di materiale autolubrificante a base di MoS2. Queste viti a circolazione di sfere, dopo aver raggiunto un fattore diametro/velocità di 120.000 mm/rpm, hanno dimostrato un incremento della temperatura all'interno della madrevite di circa 35 °C. Se, per ottenere una precisione di posizionamento estrema, la temperatura è limitata a 25 °C, il fattore diametro/velocità corrispondente può raggiungere il valore di 90.000 mm/rpm.
