産業の未来を推進するコラボレーション

製造業を率いることとは、限界を押し広げることです。新しい方法を発見し、最新の発見を追跡調査し、新しい技術と研究技術を活用し、有望な人材を市場に集めます。

研究開発責任者のライアン・エヴァンズは「最先端の課題に取り組み、社内資源を投資して、この分野を先導し続けます。彼らは、私たちと同様に、明日の発展を推進するために、今日どのような技術的リスクを取るべきかを決定しようとしています。」

ティムケンの研究者たちは現在、パデュー大学や オークリッジ国立研究所、ドイツのアーヘン大学、イギリスのシェフィールド大学など、十数の大学や国立研究所と提携しており、プロジェクトは、合金開発から動的モデリング、アプリケーションエンジニアリングまで多岐にわたります。

提携することの利点

専門家、教授、学生に加えて、技術提携は、最先端の、時には非常に規制された資産や機器の使用を可能にします。オークリッジはその一例です。核分裂に依存する中性子散乱装置がある世界でも数少ない施設の1つであり、世界でも少数の研究室だけが認可されています。

「ティムケンの顧客にとって、持続可能性とエネルギー効率を促進する今日の知見の多くは、流動学の分野における長年の学会での関係に根ざしています」と、ライアン・エヴァンズは言います。

大学との提携により、ティムケンの研究者は、 次世代のテクノロジーのリーダーとなる才能ある学生を発見し、採用する機会を得ることができます。「私たちは常に優秀な人材を採用する努力をしており、共同研究プロジェクトは、未開拓地で彼らを発見する素晴らしい方法です」とエヴァンズは言います。大学と密に連携することで、ティムケンの研究開発は、会社にとって重要な分野で有望な仕事をしているトップの学生とつながり、彼らに関わることができます。

双方にとって有益です。「私たちの技術パートナーは、ティムケンの業界の視点から物事を見ることができます。つまり、市場が何を必要としているか、何が付加価値をもたらすかを理解することができます」とエヴァンズは言います。「研究者は、その情報から技術的な要素を取り出し、競争前の研究を行うために、非独占的な方法で取り組みます。一緒に研究成果を発表し、最先端技術を推し進めるのです。」

ティムケンの顧客が業界を率いるのを支援する

パデュー大学との提携など、いくつかの提携関係は数十年にも及びます。「当社の軸受動的解析モデルの多くは、何年も前にパデュー大学との提携で開発されたコアサイエンスに基づくものです」とエヴァンズは言います。これらのモデルは、ティムケンの技術者たちが軸受性能を分析し予測することを可能にし、現場で使用するときの性能を顧客が理解するのを助けます。

数年前、電気駆動機械の顧客がティムケンの技術者たちに、彼らのシステムで使われる軸受の効率を予測するように依頼したとき、エヴァンズと彼のチームはジョージア工科大学に依頼し、圧力下でのオイル粘度が変化することを顧客が理解するのを助けました。企業のリーダーたちは、ジョージア工科大学で見た機器に投資することに決め、ティムケンの 流動研究室は現在、 電気自動車技術の進歩に重要な役割を果たしています。

今日、流動学チームはアクロン大学と共同で水性潤滑剤の開発に取り組んでいます。「ティムケンの顧客にとって持続可能性とエネルギー効率を促進する現在の洞察の多くは、流動学の分野における長年の学会での関係に基づいています」とエヴァンズは言います。

未来:AIと機械学習

エヴァンズは、今後数年間で、人工知能と機械学習に焦点を当てた提携関係がさらに増えることを予想しています。「私たちは、 品質保証技術のために人工知能を使うことを検討しており、知識と蓄積した技術を 新しいエンジニアの育成に活用することを考えています」とエヴァンズは言います。「 機械による監視と制御、現場の自動化、未来の工場のためにもそれを検討しています」。

テクノロジーが世界に新しい可能性をもたらす中、ティムケンの学術パートナーは、同社、そしてその顧客も時代の先を行けるよう、支援しています。「このような外部との関係により、技術的に不確実な概念を実験して試しながら、より近い将来に業界をリードし続ける技術を、社内の研究者が微調整して証明することができます」とエヴァンズは言います。

未来を定義する研究

ティムケンの世界級の研究開発チームは、世界中の国立研究所や大学と協力してます。ここでは、私たちが現在研究しているいくつかの未来を定義するプロジェクトの一部を紹介します。

未来の材料を開発する

ライアン・エヴァンズ、研究開発責任者

提携先:エイムズ・アルゴンヌ国立研究所

プログラムの目標:

風力タービンや液体水素ポンプのような、過酷な環境で使用される軸受の耐用年数を大きく向上させる2つの新しい合金を開発する。

なぜ提携か?

このプロジェクトは、世界のエネルギー生産の状況を変えるのに役立つ、軽量、高エントロピー、超弾性合金の開発を加速するために、トップの研究機関と業界パートナーたちが縦に統合されてできた。

顧客の成果:

チームは、風力タービンの運用および管理維持費用を20~40%削減し、それらの用途の軸受寿命を100%以上延ばす合金の開発に焦点を当てた。

この新しい合金はまた、2030年までにクリーン水素の費用を80%削減するという目標を掲げた米国エネルギー省の「アースショット」構想を可能にする。現在の材料は、旅客機を飛ばすガスタービンのような水素エネルギー貯蔵、流通、輸送の拡散を妨げている。

「私たちは、これらの高エントロピーおよび超弾性合金のような現代の非鋼材料を研究し、標準的な環境条件と極端な環境条件の両方で、当社の製品に価値をもたらすことができるかどうかの研究に専念しています。世界有数の研究機関であるエイムズ国立研究所とアルゴンヌ国立研究所と提携することで、この課題に取り組むことは理にかなっています。」

– ライアン・エヴァンズ

風力タービンメインシャフト軸受の早期故障問題を解決

スコット・ハイド、上級科学者、材料研究開発

提携先:アルゴンヌ国立研究所

プログラムの目標:

風力タービンメインシャフト軸受の白色組織を伴うはく離(WEC)損傷における浮遊電流の影響を理解する。鋼材の形態、組成、熱処理、潤滑剤の化学的性質など、トライボロジー的要因と材料的要因を調査する。

なぜ提携か?

ティムケンの顧客から、ティムケンの本調査への参加を依頼された。この調査は、ティムケンの現場よりもアルゴンヌ国立研究所でのほうが、より効率的に実施できた。ティムケンは、風力エネルギーの顧客のが直面する問題に関する知識を得て、潜在的な解決策を見つけながら、サンプル調製、材料分析、軸受の専門知識を提供した。

顧客の成果:

この研究から得られた知見は、風力エネルギー用途に存在する極端な条件にも耐性のある風力タービン軸受システムを業界に提供するのに役立つ可能性がある。

「この刺激的で関連性の高い課題について、研究コミュニティのリーダーたちと交流し、結果を議論し、経験を共有することは活力を与えてくれます。」

-スコット・ハイド

原子レベルでの黒酸化物被膜を評価する

ヴィクラム・ベデカー、材料開発マネジャー、研究開発

リゼス・サンチェス、主任材料エンジニア

提携先:オークリッジ国立研究所

プログラムの目標:

原子プローブ断層撮影分析を使用してその構成と構造を見て、風力タービン軸受に使用される黒酸化被膜の処理時間を短縮し、性能を向上させる。

なぜ提携か?

風力タービン軸受の摩耗を軽減し性能を向上させるために使用される黒色の酸化皮膜は非常に薄く、特性評価が困難である。アメリカ合衆国エネルギー省オークリッジ国立研究所(ORNL)には先進的な原子プローブ断層撮影装置があるため、ティムケンの研究者たちは原子レベルで黒色酸化被覆の化学を評価し、原子がどのように組織されているかを見ることができる。

顧客の成果:

この研究から得られた知見をもとに、チームは黒色酸化被膜のコストを削減し、処理サイクルの時間を短縮しながら、同じ機能を持つ被膜を実現する方法を特定する。被膜の成分を理解することで、時間の経過とともに被膜の性能を向上させる方法を特定したいと考えている。

「この歴史的な研究室で働くのは初めてで、施設を見学して、さまざまな顕微鏡を見ることができました。そのレベルで材料を分析し、その原子組成を理解し、最初から最後までプロセスに関わるのは素晴らしいことでした。」

– リゼス・サンチェス


革新スポットライトのプログラムは、顧客のために価値を提供し、ティムケンの成功を推進する研究開発に関わる研究者たちを表彰します。続きを読む。