Los rodamientos hacen girar el mundo, casi literalmente. Estos elementos mecánicos esenciales son un ingrediente clave para garantizar que los objetos se muevan de la manera correcta, y todo lo que gira requiere un rodamiento.
Como resultado, se utilizan en muchas de las principales industrias, desde la automoción hasta el procesamiento de alimentos, y tienen cientos de miles de otras aplicaciones. Sin rodamientos y sin el movimiento que permiten, el mundo se detendría.
Líder mundial en la producción de rodamientos de plástico integrados, BNL Bearings ha estado a la vanguardia del diseño y la fabricación de estos rodamientos de elementos rodantes desde la fundación de la empresa en 1970. Desde entonces, sus procesos se han ido refinando y perfeccionando, a pesar de ser cada vez más complejos, para permitirles producir rodamientos para un número cada vez mayor de mercados globales y adaptarse a un mundo en constante cambio.
Sin embargo, dado que la mayoría de los cojinetes son metálicos, la dedicación del BNL a fabricar cojinetes de plástico plantea una pregunta: ¿por qué es preferible un cojinete de plástico?
Las respuestas son múltiples, y una de las principales es que los rodamientos de plástico no se corroen. Naturalmente, muchos metales son susceptibles a la corrosión del agua y los productos químicos, lo que provoca el desgaste prematuro del rodamiento, por lo que el rodamiento y el producto en el que se utiliza tendrán una vida operativa reducida.
Por ello, los cojinetes de plástico anticorrosivos de BNL son habituales en sectores en los que el agua está muy presente, como las puertas de las duchas o los limpiafondos de las piscinas. Del mismo modo, los productos que se fabrican para su uso en exteriores necesitan cojinetes anticorrosivos, ya que estarán expuestos a los elementos. Por ejemplo, los rodamientos de plástico utilizados en una turbina eólica estarán protegidos de la intemperie, mientras que los rodamientos utilizados en aplicaciones como aparejos de yates y barcos estarán protegidos del desgaste causado por el agua salada.
Los rodamientos de plástico de BNL también son resistentes a los productos químicos, lo que resulta especialmente útil cuando se utilizan en determinados entornos. Los rodamientos de BNL fabricados con materiales especiales, como UHMWPE y PEEK, se utilizan en entornos hostiles, como los baños químicos utilizados en el procesamiento de pantallas LED, un entorno que provocaría el fallo prematuro de muchos rodamientos metálicos. Además, los rodamientos de plástico resistentes a los productos químicos son muy valiosos en la industria alimentaria, donde evitar la contaminación es vital. La desinfección de los sistemas transportadores es crucial, por lo que es importante que los rodamientos utilizados en las ruedas no se desgasten por los desinfectantes químicos de los frecuentes lavados.
Otra razón para optar por los cojinetes de plástico en lugar de los metálicos es que no necesitan lubricante. "Los termoplásticos están intrínsecamente lubricados, por lo que los cojinetes de BNL no necesitan engrase", afirma Dave Clark, responsable de herramientas de BNL en el Reino Unido, una ventaja que facilita enormemente el mantenimiento.
Esto es especialmente útil en las industrias de recorrido del papel, donde de otro modo la lubricación podría arruinar el papel. Tanto si se trata de un cajero automático que deposita dinero en efectivo como de una impresora que genera copias impresas, el lubricante puede hacer que el papel se manche con marcas no deseadas, arruinando los billetes o las copias impresas. Los problemas no acaban aquí, cuando se trata de impresoras y fotocopiadoras, porque el tóner puede mezclarse con el lubricante, lo que crea una pasta abrasiva que desgasta el rodamiento prematuramente. Con un rodamiento BNL, estos problemas pueden evitarse.
Evidentemente, los cojinetes de plástico sin lubricación contribuyen a que el mantenimiento de sus productos sea más sencillo y rentable. Se trata de una ventaja notable que, de hecho, dio nombre a BNL: el acrónimo significa Bearings Non-Lube (rodamientos sin lubricación). La ligereza inherente al plástico también puede contribuir a la eficiencia energética. Los diseños de cojinetes de plástico de BNL suelen ser mucho más ligeros que sus equivalentes de acero, pero utilizando sus técnicas de diseño integrado de marca registrada para eliminar componentes y fijaciones del producto, los cojinetes diseñados a medida pueden ser hasta un 50% más ligeros que una solución alternativa de varios componentes. Al reducir el peso, disminuyen el par de giro durante el arranque y el funcionamiento, lo que permite utilizar motores más pequeños y menos costosos. Por otra parte, el uso de rodamientos más ligeros en las columnas de dirección de los vehículos ayuda a reducir el peso total del vehículo, contribuyendo así a reducir sus emisiones de carbono.
Por si todo esto fuera poco, los rodamientos de plástico de BNL también ofrecen muchas ventajas económicas. Por un lado, los materiales plásticos pueden ser menos costosos que un equivalente metálico como el acero. Además, el hecho de que BNL pueda diseñar y moldear sus cojinetes le permite combinar piezas de acoplamiento en un solo producto, lo que reduce el número de componentes de los productos de sus clientes. Con menos componentes, hay menos costes y se reducen los pasos y el tiempo de montaje. En cuanto a su aplicación, los rodamientos más ligeros y eficientes desde el punto de vista energético permiten que los productos en los que se utilizan sean más compactos, lo que también ayuda a ahorrar dinero en costes de inventario y logística.
Como puede ver, el principal argumento de venta de BNL para moldear sus cojinetes de plástico -una forma de control integral que permite mejorar el rendimiento, reducir los costes de todo el sistema, simplificar el mantenimiento y mucho más- es increíblemente beneficioso. Pero, ¿cuáles son las técnicas de moldeado de BNL?
El moldeo por inyección es la técnica elegida por BNL, que ha perfeccionado la fabricación de rodamientos. "Alrededor del 99%" de sus productos se moldean por inyección, afirma Clark, y el 1% que no lo hace tiene un volumen tan bajo que no justifica el uso de herramientas.
El proceso de moldeo por inyección consiste en introducir plástico fundido en un molde a alta presión, antes de que el agua lo enfríe y el plástico se solidifique. Se trata de un proceso que permite fabricar productos de altísima precisión, lo que resulta crucial cuando se trata de rodamientos, ya que los hay de todos los tamaños. Por ejemplo, un rodamiento muy pequeño tendrá que diseñarse minuciosamente para que funcione correctamente.
Sin embargo, antes de que pueda comenzar el proceso de moldeo por inyección, es necesario crear un diseño para el producto y el molde, que es donde entra en juego el software Cimatron.
BNL ha tenido un éxito inmenso con el software CADCAM de Cimatron desde que lo adoptó por primera vez en 2006, y eso no muestra signos de cambiar. "Antes de que el BNL hiciera sus propios diseños internos", dice Clark, "solía comprar todos sus diseños de herramientas externamente".
Aunque se trataba de una forma amplia de operar, se dieron cuenta de que confiar en el diseño de herramientas de un fabricante de herramientas tenía sus defectos, porque los fabricantes de herramientas simplemente estaban menos familiarizados con los procesos y la precisión necesarios para fabricar cojinetes de plástico moldeados que BNL. Naturalmente, cuando el proceso de moldeo requiere tantas características y tanta precisión como el moldeo por inyección, la familiaridad es vital.
Además, Clark señala que "conseguimos un mejor control del diseño de las herramientas haciendo nuestros propios diseños de herramientas". El control es importante, ya que permite a BNL obtener exactamente el desarrollo dimensional que desea, y "realizamos toda la programación en Cimatron". Desde el ajuste del diseño de la herramienta, que se realiza con el paquete de diseño de moldes, hasta incluso el paquete CAM 3D que se utiliza para transferirlo a las máquinas del taller, Cimatron proporciona una forma intuitiva y eficaz de trabajar.
Nos dimos cuenta de que el paquete Cimatron se centraba en el diseño de envases de plástico y de herramientas de plástico de una forma que proporcionaba a la empresa un proceso mucho más sencillo y rápido que otros paquetes de la época.
La selección de Cimatron en lugar de otros programas informáticos CADCAM fue el resultado de la revisión de una serie de diferentes, así como una recomendación de uno de los fabricantes de herramientas de BNL. Según Clark, "descubrimos que el paquete Cimatron se centraba en el diseño de envases de plástico y en el diseño de herramientas de plástico" de una forma que proporcionaba a la empresa un proceso mucho más fácil y rápido que otros paquetes de la época.
Pero, ¿sigue vigente después de todos estos años? La respuesta es un sí rotundo. BNL habla regularmente con otros diseñadores subcontratados que también utilizan Cimatron, y el consenso es que sigue siendo una forma mucho más rápida de hacer las cosas.
Los rodamientos de plástico de BNL son esenciales para una enorme variedad de industrias. Desde sistemas transportadores hasta cámaras de conferencias, pasando por controles inteligentes y lavavajillas, la huella de BNL se encuentra en todas partes y su alcance no hará más que expandirse.
Una de las principales industrias es el mundo de la automoción, donde los rodamientos son cruciales para muchas partes del vehículo, como las columnas de dirección y el control del infoentretenimiento. Sin embargo, ahora que tantos vehículos se están pasando a las pantallas táctiles LCD, cabría imaginar que habrá menos necesidad de pomos y sus rodamientos, pero no es así.
"Los estudios de mercado realizados por los grandes fabricantes de equipos originales han demostrado que a los conductores no les gusta que haya que apartar la vista de la carretera para manejar la pantalla, y en el sector existe una reconocida preocupación por la seguridad", afirma Clark. "Los conductores siguen prefiriendo los mandos y los interruptores". Aquí es donde surge una de las recientes aventuras innovadoras de BNL.
En estrecha colaboración con la empresa líder Microchip Technology Inc., el BNL ha diseñado "un mando de control que puede colocarse y fijarse a una pantalla capacitiva, donde permite al conductor manejar los menús y selecciones de la pantalla girando y pulsando el mando BNL". En lugar de tener que deslizar y tocar zonas concretas de la pantalla, lo que obligaría al conductor a apartar la vista de la carretera, el mando de control BNL gira por las opciones del menú y proporciona una respuesta háptica al conductor, que puede entonces seleccionar su opción con una pulsación".
Conocido como "Knob-on-Display", el diseño de BNL demuestra que el deseo de función rotativa continuará, pero que los diseños de rodamientos tendrán que adaptarse a los avances de tecnologías más digitales - y los diseños de rodamientos integrados a medida de BNL ya están avanzando hacia este futuro.
Se trata de un concepto innovador de una empresa repleta de nuevas ideas, que puede hacerse realidad con el software Cimatron y un equipo de ingenieros altamente cualificados.
Written by Rupert Morgans-Wicks, CDG 3D TECH
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