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Diciembre de 2018 Página 2 de 2

Aumento de la fricción estática con láser

Gerhard Flores, Gerente de Desarrollo Tecnológico y Propiedad Intelectual en Gehring Technologies

La estructuración láser con escaneo ofrece un aumento de la fricción estática de hasta 5 veces, es automatizable y puede integrarse en una línea de producción.

Otra categoría son las conexiones de fricción de las superficies funcionales lisas para la transmisión de las fuerzas de corte de los pares. La superficie frontal estructurada con láser, a menudo diseñada con un elemento de alineación, reemplaza soluciones costosas como el acoplamiento de juntas con bloqueo de forma con herramientas frontales o diamante insertado o capas intermedias de SiC como rebanadas para el aumento del valor de fricción. Las aplicaciones relacionadas con el motor de combustión como el piñón, el ajustador del árbol de levas, el rodamiento de bolas o el bastidor del chasis se están convirtiendo en alternativas a las soluciones costosas con rebanadas y capas intermedias.

La estructuración láser de las bielas se realiza mediante el pasador del cigüeñal, que une la biela y el cigüeñal. El diseño del cojinete consiste en el ojo de la barra, la carcasa del cojinete y el pasador de la biela del cigüeñal. Hay un movimiento relativo de rotación entre el pasador de la biela y el lado interno de la carcasa del cojinete. La junta se presenta como un cojinete de deslizamiento y trabaja con baja fricción; sin embargo, no se permite ningún movimiento entre el lado exterior de la carcasa del cojinete y el orificio de la biela. Aquí, se requiere una adhesión suficientemente alta para absorber las fricciones dentro del rodamiento deslizante. A continuación, es necesaria una conexión de fricción para proporcionar la resistencia a torsión adecuada por medio de una topografía elevada de la biela y la adhesión resultante.

Para el proceso de estructuración de láser, se utiliza un láser de cuerpo sólido con óptica de escaneo. Las dos fuentes de haz están dispuestas sobre el ojo de la barra de conexión lateralmente, el orificio de la biela. Las fuentes de haz trabajan simultáneamente y estructuran cada una de las dos áreas con el orificio de la biela. En cada unidad, el haz pulsante es guiado por los escáneres de galvanómetro con dos espejos de galvanómetro cada uno. No hay desplazamiento o posicionamiento del rayo accionado mecánicamente y el movimiento focal se lleva a cabo rápidamente, línea por línea, con la mayor precisión y simultáneamente por la óptica móvil de los cabezales de escaneo integrados.

La estructuración por láser de las levas tiene lugar después de que el eje y las levas se mecanizan como piezas individuales y se ensamblan mediante procesos de conexión de tipo fricción térmica. Para lograr la suficiente resistencia a la torsión de las levas, sus orificios están estructurados para mejorar la adherencia.

Las conexiones de tipo fricción se aplican en varios sectores de ingeniería mecánica y diseño de vehículos para la transmisión de fuerzas de corte y torsión. Las conexiones de caras frontales con superficies de contacto lisas son estructuradas con láser en la producción en serie. El ajustador del eje de levas, los piñones de cadena o los engranajes son el foco de la válvula central de Schaeffler con el eje de levas en la producción en serie. Esta valiosa tecnología reduce las emisiones de dióxido de carbono. Mediante la estructuración láser del rodamiento principal, se puede obtener una alta resistencia a la torsión de la carcasa del rodamiento mediante áreas aproximadamente estructuradas en una conexión de tipo cilíndrico, así como por transferencia de calor en las áreas lisas no estructuradas.

En conclusión, la ventaja de la estructuración láser con escaneo integrado es que los segmentos de estructuración en superficies curvas y planas pueden dimensionarse y posicionarse libremente. Además, los datos de estructura y las tolerancias de los diferentes valores de superficie se pueden ajustar mediante el parámetro de haz. El proceso de estructuración es completamente automatizable y se puede integrar en una línea de producción. La estructuración láser permite un aumento de la fricción estática de hasta cinco veces. En comparación con las capas intermedias de diamante, los costos y el número de piezas son significativamente más bajos.

Fin.

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