Sistema de inspección inteligente que detecta automáticamente las fases de desgaste

Para su máquina de pruebas, los investigadores han desarrollado un nuevo software. En la imagen se ven Minh-Hai Le y Sebastian Kamerling. (Foto: Koziel/TUK)

Ya sea en neumáticos de automóvil o en engranajes en la producción, la fricción y el desgaste conducen a pérdidas. Aquí en Alemania, esto genera anualmente un daño económico que representa más del cinco por ciento del Producto Interno Bruto. Por eso, es importante desarrollar combinaciones de materiales como sistemas de plástico-metal con un mejor comportamiento frente a la fricción. Aquí juega un papel importante la llamada prueba tribológica. Investigadores de Kaiserslautern han desarrollado por primera vez un sistema que detecta automáticamente las fases de desgaste y analiza los datos directamente. Presentarán esta tecnología del 12 al 16 de abril en la Hannover Messe digital en el stand conjunto de Investigación e Innovación de Renania-Palatinado.

En la cátedra de Materiales Compuestos del profesor Dr. Alois K. Schlarb en la Universidad Técnica de Kaiserslautern (TUK), los investigadores desarrollan materiales innovadores. Entre otras cosas, estudian cómo se puede aumentar la vida útil bajo la influencia de la fricción y el desgaste. Los expertos hablan en este contexto de tribología, la ciencia de la fricción, el desgaste y la lubricación.

Para ello, se utilizan diferentes máquinas de prueba, como el tribómetro de aguja y disco, también llamado Pin-on-disc. En este, se fija una pequeña muestra rectangular (aguja) en un soporte. Encima se coloca un disco de metal que descansa directamente sobre la muestra. En este banco de pruebas, el disco puede girar durante varias horas. El equipo cuenta con sensores que miden la fuerza de contacto y la fricción, además de un sensor de infrarrojos que detecta la temperatura. "Aquí, controlamos la velocidad mediante un motor y la fuerza de contacto del disco mediante aire comprimido, también la temperatura se puede regular", explica el doctorando Sebastian Kamerling. "Con esta tecnología, reproducimos diferentes condiciones a las que están expuestos los componentes en funcionamiento", continúa el ingeniero. "Los valores de medición nos ayudan a ver cómo se comporta la pareja de materiales. Entendemos por pareja de materiales la combinación de un cuerpo base de plástico con un contra-cuerpo de metal; en pocas palabras, un sistema plástico-metal".

Lo especial: para esta prueba, los ingenieros de Kaiserslautern han desarrollado un sistema único en el mundo. "Controla, por un lado, la máquina", continúa Kamerling. "Reconoce cuándo se alcanza una fase constante, es decir, cuándo comienza la fase de desgaste relevante para la práctica y puede iniciarse la medición propiamente dicha". Hasta ahora, esto requería un control manual. Además, la tecnología puede ajustar automáticamente un nuevo nivel de carga. También, el sistema evalúa directamente los datos recopilados. "Con nuestro método, podemos medir y analizar mucho más datos en menos tiempo", afirma el investigador. "Esto también nos ayuda a caracterizar mucho más precisamente las propiedades de la muestra de material".

El método no solo es interesante para la investigación, sino también para la industria, ya que estas técnicas de prueba desempeñan un papel importante en muchas empresas para determinar el desgaste del material. La tecnología puede ayudar a realizar estos trabajos de manera más rápida y eficiente. La cantidad de esfuerzo en los experimentos se reduce notablemente con el nuevo método. Pero también, el material y los costos pueden disminuirse de esta forma.

En la Hannover Messe digital, presentan su máquina de prueba y el sistema de control y medición especialmente desarrollado para ello.

Preguntas y respuestas:

Nicholas Ecke
Cátedra de Materiales Compuestos
Tel.: 0631 205-5753
Correo electrónico: nicholas.ecke[at]mv.uni-kl.de

Sebastian Kamerling
Cátedra de Materiales Compuestos
Tel.: 0631 205-4634
Correo electrónico: sebastian.kamerling[at]mv.uni-kl.de