Cada vez hay más coches eléctricos en circulación, lo que conlleva un aumento de la demanda de fabricación de rodamientos cerámicos e híbridos. Estos rodamientos tienen una característica que los diferencia de los demás que es la aislación de la electricidad, son ligeros y muy resistentes al desgaste y la fricción. Son adecuados para aquellos entornos en los que los rodamientos de acero no tienen las condiciones adecuadas de función. Entonces, ¿por qué no son híbridos y cerámicos todos los rodamientos que se fabrican?
¿Qué es la cerámica?
La cerámica se utiliza para fabricar todo tipo de objetos artísticos y utensilios. ¿Quién no sabe qué son los azulejos o baldosas, las sartenes y los discos de freno? La palabra cerámica proviene del griego kéramos, que significa arcilla o vasija cocida, lo que nos muestra que los orígenes de la cerámica son un proceso de fabricación que implica calentamiento. La cerámica tiene una serie de propiedades que la hacen perfecta para hacer parte de las piezas que confirman un rodamiento. La mayoría de los materiales cerámicos son duros, resistentes al desgaste y no conductores. En los años 60 y 70 se diseñaron en Estados Unidos los primeros rodamientos cerámicos y hoy en día se utilizan en el sector aeroespacial, médico y en la industria automovilística. Su implementación en los vehículos eléctricos ha hecho que estos rodamientos sean cada vez más populares y tengan un consumo significativo en esta industria.
Híbridos o totalmente cerámicos
Los rodamientos híbridos, como los modelos HC de Schaeffler, contienen componentes cerámicos y de acero. Los rodillos están compuestos por bolas o rodillos cerámicos y los anillos internos y externos son de acero. También existen rodamientos completamente cerámicos, sin elementos de acero. Estos se fabrican con nitruro de silicio (Si3N4) u óxido de circonio (ZrO2).
Los rodamientos híbridos y cerámicos ofrecen varias ventajas, como:
- Son aislantes eléctricos
- Son adecuados para las altas velocidades
- Son muy resistente al desgaste y la abrasión
Aislantes eléctricos y sin magnetismo
Los materiales cerámicos son no conductores, está es una cualidad indispensable para aquellos rodamientos colocados en generadores, motores de tracción y otros motores eléctricos. El flujo de corriente puede provocar graves daños en los rodamientos normales y también es un riesgo para el personal cuando se hacen inspecciones en planta, montajes y desmontajes. Esto no sucede con los rodamientos híbridos, ya que las bolas cerámicas aíslan la electricidad y protegen los anillos de acero de la entrada de corriente. Además, los rodamientos totalmente cerámicos no son magnéticos, por lo que suelen utilizarse en productos sanitarios.
Gran resistencia a la temperatura y la abrasión
Además, los rodamientos cerámicos, así como los híbridos con anillos de acero inoxidable, como los modelos Schaeffler XC, ofrecen mayor resistencia a la corrosión que los rodamientos de acero. Las ventajas con los rodamientos tradicionales de acero es la resistencia al agua, a detergentes y a determinados productos químicos, soportan altas temperaturas y pueden llegar a alcanzar una mayor velocidad de rotación. Entre los rodamientos híbridos y cerámicos, los híbridos tienen una ventaja ya que soportan mayores velocidades de rotación. Adicional, sus anillos de acero son menos frágiles que los cerámicos, lo que los hace menos susceptibles a fallos repentinos bajo cargas o velocidades excesivas.
Mayor duración, menor mantenimiento
Debido a que las bolas cerámicas tienen una menor densidad y una dureza mayor que las de acero su gran ventaja es que toda pequeña partícula que ingrese al rodamiento se pulveriza, lo que las hace muy resistentes al desgaste. Además, su bajísima resistencia a la rodadura hace que se libere poco calor, lo cual permite que la lubricación dure más.
Por otro lado, los rodamientos híbridos son más resistentes a condiciones de lubricación adversas que los rodamientos de acero. Los rodamientos cerámicos pueden trabajar incluso sin necesidad de lubricantes.
¿Es mejor usar cerámica siempre a partir de ahora?
La cerámica es muy resistente y puede soportar condiciones extremas, podríamos concluir que ¿es mejor usar rodamientos cerámicos e híbridos a partir de ahora? Depende de la aplicación, debido a que los rodamientos cerámicos e híbridos tienen menos capacidad de carga que sus homólogos de acero. Como los rodillos cerámicos son más duros, tienden a deformarse menos y el resultado genera una elipse de contacto más pequeña. También se debe tener en cuenta que la resistencia al choque térmico de los modelos de acero es mejor, pero, sobre todo, el precio de los modelos cerámicos es más elevado. Esto se debe a que el mecanizado de las materias primas para estos rodamientos es complejo y consume mucha energía y el tiempo de producción es de largo plazo. Por ello, antes de elegir, se debe conocer e identificar las diferencias más importantes para su uso entre los rodamientos cerámicos, híbridos y de acero.
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