El coste económico y medioambiental que supone la fricción en la maquinaria y transportes modernos basados en el desplazamiento de rodadura y deslizamiento es significativamente llamativo y alarmante. Para lograr reducir esta fricción se plantean diferentes líneas de actuación: el empleo de lubricantes de menor viscosidad y mayor duración, el desarrollo de materiales de baja fricción y recubrimientos duros o la generación de superficies funcionales mediante micro-topografías o texturas superficiales. IK4-IDEKO lo explica.
Los resultados de estudios realizados en programas de investigación en torno a la tribología de equipos para el transporte por carretera, la generación de energía, turbomáquinas y maquinaria industrial indican la posibilidad de ahorrar una décima parte del consumo total de energía a través de mejores prácticas tribológicas, lo cual podría suponer un ahorro energético de miles de millones de euros únicamente en Europa. De hecho, se estima que un tercio de los recursos mundiales de la energía se desperdicia en disipaciones de fricción, desgaste y corrosión.
Estas conclusiones han alertado y orientado a la comunidad científica y tecnológica internacional de la necesidad de estrategias para la reducción de la fricción y control del desgaste. Es así que actualmente sectores como el automovilístico y fabricación están invirtiendo gran parte de sus esfuerzos en investigaciones al respecto. Para lograr estos objetivos se plantean diferentes líneas de actuación: el empleo de lubricantes de menor viscosidad y mayor duración, el desarrollo de materiales de baja fricción y recubrimientos duros o la generación de superficies funcionales mediante micro-topografías o texturas superficiales.
El texturizado
El texturizado funcional es un proceso que permite cambiar las propiedades de una pieza gracias a la textura que podemos realizar sobre la superficie de la misma. Es decir, cambiar las propiedades funcionales de ésta simplemente por la nueva forma topográfica que podemos fabricar por medio de un mecanizado láser, electroquímico o arranque de viruta. El texturizado puede ser a escala micro o incluso nanométrica, por lo tanto es una textura que muchas veces no es posible verla a simple vista.
El texturizado de superficies se ha mostrado ya como una herramienta útil para la reducción de la fricción. Diferentes superficies propensas a promover la micro-lubricación están siendo diseñadas e incorporadas en la especificación de componentes. El principal reto en este sentido consiste en desarrollar métodos de fabricación capaces de producir estas texturas de una manera repetitiva y económicamente viable. Entre los diferentes procesos existentes, el rectificado mediante el empleo de muelas con determinados patrones es una tecnología poco explorada por su complejidad pero con un elevado potencial para la consecución de diferentes texturas sobre cualquier tipo de superficie y material de una manera simple, productiva y de bajo coste.
Aplicación del proceso de rectificado para la texturización de superficies y las funcionalidades que ofrecen estas texturas
La confección de diversas funcionalidades a superficies mecanizadas a través de procesos de texturización ha sido una herramienta muy empleada a lo largo de la historia. En la actualidad existen numerosos sectores como el automovilístico, aeronáutico, óptico, microfluídico, electrónico en los cuales se está trabajando con el objetivo de desarrollar superficies con objetivos específicos tales como:
- Reducción de los coeficientes de fricción con fluidos o entre superficies. Distribución uniforme del aceite y efecto hidrodinámico
- Mejora de estanqueidad de acoplamientos estáticos y dinámicos
- Absorción de partículas del lubricante
- Mejora de la adherencia de recubrimientos
- Reducción de las tensiones residuales y las desviaciones de forma
- Mejora de la refrigeración, mejora de la reflectancia
- Generación de hidrofobicidad, hidrofilidad.
Asimismo son numerosas tecnologías, tanto por arranque como por aporte de material las que se emplean y son objeto de investigación a esos efectos: Torneado con punta de diamante, rolling, vibrorolling, EDM (electro discharge machining) sublimación laser, mecanizado por chorro abrasivo, rectificado, electrodeposición de níquel, fotolitografía y electrodeposición de níquel, fotolitografía y oxidación térmica, ataque micro-electrolítico, etc.
Para poder ver el contenido completo tienes que estar suscrito. El contenido completo para suscriptores incluye informes y artículos en profundidad
