Estructurado de superficies de baja fricción para sistemas hidráulicos
Además del diseño de las geometrías de las microestructuras, se necesitan nuevas estrategias de fabricación y nuevos sistemas de láser para minimizar el rozamiento y el desgaste en los sistemas hidráulicos. Un grupo de científicos con amplia experiencia en tecnologías láser, preparación de superficies y fabricación de componentes hidráulicos unió sus esfuerzos para avanzar en el estado de la técnica. Con la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Selective tribological optimisation of fluid kinetics and efficiency by laser surface structuring» (STOKES), desarrollaron un proceso basado en láser para microestructurar superficies de forma libre. Su investigación se centró en mejorar el rendimiento tribológico de las juntas de polímero que se utilizan en las bombas hidráulicas. Los científicos de STOKES optaron por la ablación con láser de pulsos ultracortos como la técnica de microestructurado más adecuada. Por ello montaron un láser de picosegundos y un sistema de guiado del haz en un equipo modificado de mecanizado. Para controlar la distribución y la alineación de las estructuras superficiales, desarrollaron un software dedicado de diseño asistido por ordenador y fabricación asistida por ordenador. Se realizó una serie de estudios destinados a determinar los límites del proceso y las estrategias óptimas de fabricación para obtener distintas geometrías de microestructuras. El rendimiento tribológico de las superficies texturadas con láser se evaluó mediante pruebas de muestras a escala de laboratorio y sobre componentes reales. Con este fin se preparó un montaje de pruebas que reproduce las condiciones de trabajo reales de cada componente. El objetivo final del proyecto STOKES era implementar el microestructurado de superficies con láser durante el proceso de formación de juntas de polímero y componentes metálicos para bombas. La superficie de los moldes para moldeado a presión podría estructurarse con láser utilizando el enfoque propuesto, lo cual permitirá transferir los resultados del laboratorio a la producción. Aumentar de forma apreciable la eficiencia y la duración de las bombas hidráulicas contribuirá a la competitividad de las pequeñas y medianas empresas europeas del sector.
Palabras clave
Fricción, tribológico, tecnología láser, sistemas hidráulicos, cinética de fluidos, estructuración superficial, ablación con láser pulsado
