Ricerca e sviluppo Timken: dove la teoria incontra il mondo reale

Il mondo è in continuo movimento. Le odierne attrezzature industriali avanzate raggiungono ciò che era considerato ambizioso solo un decennio fa, dalla tecnologia delle onde al sollevamento di enormi navi attraverso le montagne.

Elementi fondamentali di qualsiasi sistema di trasmissione meccanica della potenza, i cuscinetti consentono ai componenti di ruotare mentre trasportano peso e spingono la forza attraverso un meccanismo di azionamento per rendere possibile il movimento. Il dottor Bill Hannon, responsabile del reparto R&S dei prodotti, parla della scienza che aiuta gli esperti Timken a scegliere il miglior design dei cuscinetti per garantire prestazioni del sistema efficienti e degli algoritmi che consentono il lavoro più recente dell’azienda.

D: In che modo la conoscenza di Timken in ambito di Ricerca e sviluppo (R&S) influenza i sistemi dei clienti di nuova generazione?

Hannon: Quasi tutte le nostre ricerche iniziano in seguito a una richiesta di un cliente o di un’azienda. Siamo in grado di sviluppare prodotti per cuscinetti efficienti perché abbiamo una comunità di persone intelligenti che lavorano verso l’obiettivo comune di risolvere i problemi dei clienti, qualunque sia il loro ruolo. Gli scienziati di Timken studiano tutti campi diversi. Uno è specializzato nel superamento delle barriere di attrito mentre un altro si concentra sulla formazione delle crepe all’interno dei materiali. Altri esaminano le pressioni elevate o l’impatto di rumore, vibrazioni e ruvidità sui sistemi meccanici. La nostra forza tecnica deriva dall’integrazione delle nostre specialità in una risposta a livello di sistema che soddisfa esigenze specifiche come una maggiore efficienza e prestazioni più elevate.

“Il nostro lavoro è trovare risposte che possano risolvere un problema per un cliente e, infine, eliminare il problema per tutti i clienti futuri”.

Dottor Bill Hannon
Responsabile, R&S dei prodotti Timken

D: Tu sei specializzato in fisica e matematica. Qual è il processo che impieghi per trasformare la teoria scientifica in soluzioni reali?

Hannon: Per quanto mi piaccia leggere e studiare, credo che gli scienziati abbiano l’obbligo di applicare ciò che imparano nel mondo reale. C’è un vecchio detto di Frank Westheimer, un brillante chimico organico fisico, che afferma: “Un mese in laboratorio può spesso farti risparmiare un’ora in biblioteca”. Ciò implica che molte cose sono già state indagate e possono essere apprese da un libro. Quindi parto da lì.

All’inizio della mia carriera, ho trascorso tre mesi in biblioteca per capire come creare un algoritmo per prevedere le temperature in un sistema con cuscinetti, ingranaggi e lubrificazione. Ho avuto discussioni animate con i colleghi e ho ricominciato più volte. Quindi, sono state necessarie molte operazioni di modellazione e codifica matematica per creare un algoritmo che gli ingegneri di Timken potessero utilizzare per formulare raccomandazioni sui cuscinetti. Oggi, il nostro insieme di strumenti di ricerca e calcolo esistenti è più avanzato, ma il processo è ancora lo stesso. Stiamo entrando in un’era di big data in cui possiamo dare un’occhiata più statistica ai problemi di quanto non abbiamo mai fatto in precedenza.

D. In che modo il vostro lavoro attuale aiuta i clienti a scegliere il cuscinetto ad alta tecnologia ottimale per la loro applicazione?

Hannon: Traduciamo la nostra ricerca e gli algoritmi in strumenti funzionali come il software Syber Bearing System Analysis. I nostri ingegneri applicativi utilizzano il software per replicare il sistema di trasmissione meccanica della potenza di un cliente e selezionare i prodotti Timken più efficaci da utilizzare in quel sistema. Il nostro lavoro comunica anche gli strumenti tecnici disponibili direttamente ai clienti.

Nella maggior parte dei casi, questi strumenti trovano la soluzione giusta. Con l’avanzare della tecnologia e i requisiti delle applicazioni che diventano sempre più difficili, a volte incontriamo nuovi ostacoli. Poi si torna in biblioteca per trovare la soluzione. A volte partiamo da osservazioni molto teoriche, a volte da quelle pratiche. È l’unione tra le due che ci aiuta a creare quel valore tecnologico e a conquistare la fiducia dei nostri clienti.

D. Oltre alla creazione e all’ottimizzazione degli algoritmi, in che modo il vostro team supporta la risoluzione quotidiana dei problemi che fa progredire i clienti?

Hannon: Timken possiede un efficace ciclo di feedback per tutto il settore di R&S e ingegneria, quindi riceviamo costantemente nuove domande. Potrebbe trattarsi di qualcosa di semplice come un cliente che si chiede perché la coppia di avvio di un cuscinetto non corrisponda a ciò che è stato modellato. Potrebbe essere più complicato, come un dibattito interno su quali leggi di viscosità debbano essere prese in considerazione per un nuovo prodotto. Il nostro compito è trovare risposte che possano risolvere un problema per un cliente e, infine, eliminare il problema per tutti i clienti futuri. Questa esperienza quotidiana mantiene anche il nostro team teorico ancorato alla realtà. È qualcosa che non otterremmo in un ambiente più accademico.

D. Cosa riserva il futuro? Quali tipi di algoritmi svilupperà la prossima generazione di scienziati Timken?

Hannon: Stiamo ancora risolvendo lo stesso numero di sfide che i nostri predecessori hanno affrontato 50 e 100 anni fa. Solo che ora nulla è un gioco da ragazzi. Negli anni ‘60, Timken rispondeva a piccole domande, ad esempio sullo stress da contatto di un cuscinetto, usando la modellazione computerizzata e alcune ipotesi generali. Negli anni ‘80 la R&S è diventata più specializzata e ciò che abbiamo imparato ha ridotto le ipotesi. Oggi stiamo approfondendo sempre più i nostri campi di studio per ottenere risposte ancora più ricercate. Potrebbe significare che sia ancora più difficile ottenere una vittoria, ma noi siamo pronti per la sfida.

La ricerca e lo sviluppo di Timken partono all’intersezione tra capacità e opportunità. Scoprite ulteriori informazioni sugli investimenti della società in una gamma completa di attività tecniche dalla scienza delle misurazioni alla ricerca e sviluppo in ambito produttivo.

Published: 2024/01/9