¿Qué tienen en común el polioximetileno, el acero inoxidable 1.4401 y el vidrio?
A simple vista, materiales como el polioximetileno, el acero inoxidable, el vidrio o una resina fenólica parecen tener muy poco en común.
Sin embargo, dentro de la ingeniería mecánica pueden formar parte de una misma solución.
La razón está en sus propiedades.
Resistencia al desgaste, baja fricción, resistencia química, comportamiento frente a la corrosión o capacidad para trabajar a diferentes temperaturas son características que determinan qué material funciona mejor en cada punto de una aplicación.
En soluciones de movimiento, elegir el material correcto puede ser tan importante como el diseño del componente.
No existe un material ideal para todas las aplicaciones ❌
Las condiciones dentro de una planta pueden cambiar considerablemente.
Un componente puede estar expuesto a humedad en una línea de alimentos y bebidas, transportar vidrio que no debe rayarse, trabajar continuamente en un centro logístico o soportar cargas mecánicas dentro de una máquina.
Por eso, en lugar de buscar un único material capaz de resolverlo todo, es posible combinar diferentes materiales de acuerdo con las necesidades de cada aplicación.
Estos son algunos de los que se utilizan y estudian actualmente en soluciones de movimiento.
Polioximetileno (POM): resistencia mecánica y al desgaste 👈
El polioximetileno, mejor conocido como POM, es un plástico de ingeniería caracterizado por su alta resistencia mecánica, rigidez y dureza.
También presenta buena resistencia a la abrasión y al desgaste, por lo que resulta adecuado para aplicaciones sometidas a cargas mecánicas.
En sistemas de transferencia puede utilizarse tanto en la esfera principal que entra en contacto con la carga como en las pequeñas esferas internas que permiten su movimiento.
Otra de sus características es su operación suave, especialmente útil cuando se transportan productos sensibles.
Acero inoxidable 1.4401: resistencia frente a la corrosión 👈
Aunque los plásticos de ingeniería ofrecen ventajas importantes, existen aplicaciones donde combinar plástico y metal resulta conveniente.
El acero inoxidable 1.4401 presenta una elevada resistencia a la corrosión y también puede trabajar en contacto con agua salada, álcalis y bases.
En las soluciones descritas en el white paper se utiliza principalmente como material para las esferas.
Además, no siempre es necesario utilizar acero endurecido, ya que la capacidad máxima de carga del conjunto puede estar determinada previamente por los límites del cuerpo plástico.
Vidrio: cuando eliminar el metal es parte del requisito 👈
El vidrio también puede convertirse en un elemento mecánico.
En este caso se utiliza vidrio sodocálcico, el mismo tipo de vidrio empleado comúnmente en productos como botellas, vasos y vidrio plano.
Su principal ventaja está en sus propiedades químicas.
Puede utilizarse como material para las esferas internas cuando se requiere una solución completamente libre de metal o cuando existe exposición temporal a determinados agentes químicos.
Esto abre posibilidades para aplicaciones donde la selección de materiales está condicionada por requisitos específicos del proceso.
Resina fenólica (PF): movimiento para superficies delicadas 👈
La resina fenólica combina alta resistencia a la ruptura con bajo peso y un coeficiente de fricción reducido.
También genera poco calor incluso a velocidades elevadas y presenta resistencia frente a productos químicos, agua, temperatura y radiación UV.
Estas características la hacen especialmente interesante para industrias como vidrio y procesamiento de lámina, donde el material transportado debe moverse sin sufrir rayones.
Aquí el objetivo no es únicamente resistir el desgaste.
También es proteger el producto.
xirodur B180: el material que forma el cuerpo ✅
Las propiedades del componente no dependen únicamente de la esfera que genera el movimiento.
El cuerpo de muchas unidades de transferencia xiros de igus está fabricado con xirodur B180, un plástico de alto rendimiento desarrollado específicamente para aplicaciones de movimiento.
Entre sus características se encuentran:
- Alta resistencia al desgaste.
- Larga vida útil.
- Operación entre aproximadamente -40 y +80 °C.
- Posibilidad de contar con propiedades eléctricamente conductivas según la versión.
Este cuerpo puede combinarse con elementos de POM, acero inoxidable o vidrio dependiendo de las condiciones de la aplicación.
iglide J3B: cuando la fricción se trabaja desde el propio material ✅
Otra posibilidad es modificar incluso el principio de funcionamiento interno.
Una de las configuraciones descritas por igus sustituye las esferas internas de soporte por un inserto deslizante fabricado con iglide J3B.
Este material se caracteriza por:
- Alta resistencia al desgaste.
- Bajo coeficiente de fricción.
- Buena resistencia frente a diferentes medios.
- Baja absorción de humedad.
En este caso, la esfera principal se desplaza directamente sobre un material tribológicamente optimizado.
Es un ejemplo de cómo la selección del polímero puede modificar no solamente la duración del componente, sino también su diseño.
PEEK y PPS: plásticos para condiciones más exigentes 💪
La evolución de los plásticos de alto rendimiento continúa ampliando las condiciones donde estos materiales pueden utilizarse.
El documento destaca dos ejemplos: PEEK y PPS.
Ambos ofrecen una combinación de resistencia mecánica, resistencia química y estabilidad frente a la temperatura.
Esto permite considerar soluciones plásticas en ambientes donde los polímeros convencionales pueden alcanzar sus límites de desempeño.
Grafeno, nanotubos de carbono y plásticos nanorreforzados 👇
La investigación de materiales también está explorando la incorporación de nanopartículas directamente dentro de la matriz del polímero.
Entre los materiales mencionados se encuentran:
- Grafeno.
- Nanotubos de carbono.
Su incorporación puede utilizarse para mejorar propiedades mecánicas y, particularmente, la resistencia al desgaste y a la abrasión.
Aunque se trata de tecnologías en desarrollo, muestran hacia dónde está evolucionando la ingeniería de polímeros para aplicaciones de movimiento.
Lubricantes sólidos: reducir la fricción desde dentro ✅
Otra característica de los plásticos tribológicamente optimizados es que los lubricantes pueden formar parte de la propia composición del material.
En lugar de depender de grasa o aceite aplicado externamente, lubricantes sólidos se integran directamente en la matriz del polímero.
Esto permite mejorar las propiedades de deslizamiento y hacer posible una operación en seco.
Para aplicaciones industriales, esta diferencia puede significar menos puntos de relubricación, menor acumulación de suciedad y menores necesidades de mantenimiento.
iglide A500: cuando la temperatura también entra en juego 🌡️
La temperatura agrega otra variable a la selección del material.
Entre los materiales evaluados por igus se encuentra iglide A500, desarrollado para mantener su estabilidad en condiciones térmicas considerablemente más exigentes.
De acuerdo con el white paper, puede utilizarse en un rango aproximado de -100 a +150 °C.
Esto demuestra por qué hablar simplemente de “plástico” resulta insuficiente.
Dos polímeros pueden tener comportamientos completamente diferentes dependiendo de su composición y de la aplicación para la que fueron desarrollados.
Entonces, ¿qué tienen en común todos estos materiales? 🧬
POM, acero inoxidable, vidrio, resina fenólica, xirodur, iglide, PEEK, PPS e incluso materiales avanzados como el grafeno tienen algo en común:
sus propiedades pueden aprovecharse para resolver problemas específicos de movimiento.
No se trata de determinar cuál es el mejor material de manera absoluta.
Se trata de encontrar la combinación correcta.
En las unidades de transferencia xiros de igus, por ejemplo, diferentes materiales pueden utilizarse en el cuerpo, la esfera principal y los elementos internos para adaptar el componente a requerimientos como desgaste, corrosión, resistencia química, temperatura, limpieza o protección del producto transportado.
La ingeniería está precisamente en esa combinación.
Ingeniería de materiales aplicada al movimiento 🔄
En igus desarrollamos y probamos plásticos de ingeniería para entender cómo factores como fricción, desgaste, temperatura y condiciones ambientales afectan su funcionamiento.
Los resultados permiten desarrollar diferentes combinaciones de materiales para soluciones de movimiento como las unidades de transferencia xiros.
Porque mejorar un componente no siempre significa agregarle algo.
A veces significa elegir mejor de qué está hecho.
Conoce las soluciones xiros de igus y encuentra la combinación de materiales adecuada para tu aplicación.
