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Los requerimientos industriales por obtener mejores productos y procesos de fabricación más eficientes, han impulsado la investigación de nuevos materiales enfocados a altas exigencias.
Los procesos de manufactura generalmente involucran fricción entre elementos de máquina y frecuentemente con el producto, acelerando el desgaste que produce falla. Las fallas pueden dañar la máquina, pero también el producto y el ambiente.
Para evitar el desgaste comúnmente se utilizan lubricantes líquidos, pero estos traen efectos colaterales como la polución, contaminación del producto y falta de eficiencia en conformado de metales en frío. El estudio de polímeros autolubricantes presentan una solución parcial al problema, dado que su resistencia mecánica es menor que en cerámicos y metales. Esta es una razón por la que los polímeros reforzados deben ser estudiados para darle una solución a los problemas producidos por la lubricación líquida.
Este proyecto propone un nuevo material compuesto autolubricante de alta resistencia basado en resina epóxica reforzada por nanotubos de carbono, fibras de carbono y de aramida. La aplicación principal está enfocada en la fabricación de herramientas, moldes y elementos de máquinas para el trabajo de metales en frío necesarios en el perfilado por rodillos, laminación y trefilación. Aplicaciones adicionales pueden ser encontradas en procesos donde se quiere evitar el desgaste.
La metodología se divide en cuatro partes:
(a) Fabricación de materiales y su caracterización. En esta etapa se pone a punto el proceso de fabricación del material, los ensayos mecánicos y los criterios de selección del material. Se escogen tres para estudios posteriores.
(b) Pruebas de material en laboratorio bajo condiciones de trabajo. Los materiales seleccionados se prueban bajo condiciones de trabajo, esto es, desgaste, fatiga, temperatura y humedad, en forma separada. En esta etapa hay que poner a punto dispositivos de ensayo y un criterio de selección del material.
(c) Prueba del producto bajo condiciones de trabajo. Se diseña y fabrica un rodillo para conformado de placas (por roll forming) usando el nuevo material. Su desempeño y durabilidad se prueba en laboratorio y en una línea de producción y se compara con los usados actualmente.
(d) Transferencia tecnológica. Los resultados se trasferirán a la industria y los resultados se protegerán con patentes.
Las experiencia ganada por proyectos de investigación y de I+D han otorgado a la Universidad de Concepción y a las distintas unidades de trabajo en este proyecto (Unidad de Desarrollo Tecnológico y Departamento de Ingeniería Mecánica), en conjunto con empresas socias líderes, la capacidad suficiente para abordar el problema, encontrar una solución, y transferir la tecnología desarrollada al sector industrial. |