De todos los diferentes componentes y sistemas que componen un automóvil moderno, los frenos no son tan llamativos como un turbo. Motor W16e o un «trago de gas» V12. Sin embargo, todo ese poder es completamente inútil si no puede detener su automóvil de manera segura y controlada. Los frenos funcionan convirtiendo la energía cinética de un automóvil en movimiento en energía térmica por medio de la fricción. En este artículo, veremos algunas de las ventajas de los frenos cerámicos de carbono de hoy en día.
En la mayoría de los automóviles modernos, el sistema de frenos consta de un disco, una pinza y pastillas. La pinza aloja las pastillas y, al aplicar el pedal del freno, las pastillas se aprietan contra el disco en dos lados, creando fricción. La fuerza de sujeción se transfiere del pedal a las pastillas mediante un sistema hidráulico. El calor generado por toda esta fricción es disipado en parte por el disco. Esta es la razón por la que los discos tienen ranuras y / o agujeros para permitir una mejor transferencia de calor.
Frenos cerámicos: una breve historia
Los discos de freno cerámicos se desarrollaron por primera vez en la década de 1980, para la industria de las locomotoras en trenes de alta velocidad, así como en diversas aplicaciones aeroespaciales. Luego, la tecnología se adaptó para autos deportivos exóticos como el Enzo Ferrari y luego el Bugatti Veyron, y McLaren P1. Los discos cerámicos funcionan mejor en estas aplicaciones de alto rendimiento, ya que estos vehículos son rápidos y necesitan disipar cantidades extremas de energía al detenerse. Los discos de freno normales simplemente se desgastarían o deformarían en estas condiciones.
Materiales y fabricación
Los discos de freno típicos están hechos de hierro fundido que luego se mecaniza en su forma final. Son pesados y no duran tanto como los discos de cerámica de carbono (discos CCM).
Los frenos de disco de cerámica de carbono están hechos de fibra de carbono mezclada con un aglutinante epoxi y silicona. Los discos se fabrican añadiendo esta mezcla en un molde de acero. Los insertos de acero se agregan radialmente alrededor del molde para crear ventilaciones en el disco. Esta mezcla de epoxi-carbono se presiona luego en el molde que se coloca en un horno para unir las fibras de epoxi y carbono. A partir de entonces, se agrega silicio al núcleo central del disco. Se vuelve a colocar en un horno donde se elimina todo el oxígeno, el silicio se derrite y luego se introduce en el carbono, creando carburo de silicio extremadamente duro. Algunas operaciones de mecanizado de posproducción se realizan utilizando discos abrasivos recubiertos de diamante. Luego, al producto terminado se le aplica un recubrimiento final para resistir la oxidación.
Otras composiciones de material de disco incluyen discos de carbono-carbono que se utilizan principalmente en los coches de fórmula uno de hoy en día. Estos discos constan de fibra de carbono en una matriz de grafito. También hay varias configuraciones de discos de cerámica de carbono, pero el principio general sigue siendo el mismo.
6 ventajas clave de los frenos cerámicos de carbono
Algunos de los beneficios de los discos de freno de cerámica de carbono sobre los sistemas de freno más tradicionales son los siguientes:
Los discos CCM suelen durar mucho más que los discos de hierro fundido tradicionales. Esto se debe en parte a la alta resistencia y resistencia al desgaste de la mezcla cerámica / carbono.
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Mayor conductividad térmica
Los frenos de cerámica de carbono disipan más calor que los frenos tradicionales y, como resultado, pueden evacuar el calor generado por la acción de frenado de manera más eficiente. Esto los hace ideales para automóviles pesados de alto rendimiento.
Los frenos normales crean un polvo negro pegajoso que tiende a acumularse en la rueda. Esto es difícil de eliminar. Los frenos de cerámica de carbono generan un polvo blanco fino que no ensucia la rueda.
Los frenos de cerámica de carbono son mucho más silenciosos que los frenos normales.
Los frenos de cerámica de carbono son significativamente más ligeros que sus homólogos de hierro fundido, hasta un 70% más ligeros.
Debido a los materiales que componen un disco de cerámica de carbono, tienden a ser más resistentes a los elementos.
En conclusión, los frenos cerámicos ofrecen una amplia gama de beneficios sobre sus contrapartes de hierro fundido. También vale la pena recordar que no solo se usan en el sector automotriz, sino que, de hecho, se desarrollaron originalmente para las industrias ferroviaria y aeroespacial. Por lo tanto, cualquier ingeniero o diseñador de productos que esté buscando diferentes opciones en lo que respecta a la tecnología de frenos debe considerar si los frenos cerámicos son una opción viable.
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