Discos de freno

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Integrantes:

▪ Héctor A. Bazalar Pérez.

▪ Francisco A. Donayre Monteza.

▪ Marcos E. García Alama.

Proceso de fabricación de disco de frenos

Antecedentes

Los ensayos con los frenos de disco comenzaron en Inglaterra hacia 1890. El primer automóvil europeo en ser producido en serie con frenos de disco patentados fue el Lanchester de 1902 el cual tenía un motor de 18 HP.Si bien el vehículo funcionaba satisfactoriamente, los frenos de disco presentaban problemas que no podían solucionarse porque faltaban los materiales necesarios.

En la década de 1920, los frenos de disco encontraron algunas aplicaciones en los tranvías de varias ciudades europeas.

En 1950, una marca de automóviles norteamericana, la Crosley, instaló frenos de disco en su modelo Hot Shot,los que resultaron ser bastante eficaces.

Los frenos de disco que podríamos considerar como “modernos”, se deben a los ingleses. Estos frenos hicieron su debut en los Jaguar Type C que participaron en “las 24 Horas de Le Mans” de 1953; la competencia deportiva fue al mismo tiempo, la confirmación definitiva del nuevo tipo de frenos, mucho más eficaces que los de tambor y con notable resistenciaal sobrecalentamiento, sin perder su eficacia cuando son mojados, cualidades de vital importancia para todos los automóviles, pero aún más para los autos de carrera. Además, son mucho más fiables que los frenos de tambor debido a su simplicidad mecánica, ya que tienen menos piezas y se auto-ajustan.

Desde 1955, los progresos fueron muy rápidos y los frenos de disco comenzaron a ser vistos en eleje delantero de muchos modelos. Los discos a las cuatro ruedas estaban reservados a los modelos más caros, lo cual todavía subsiste en muchas marcas.

En los años 60’ Se registraron importantes avances en el diseño de los discos. En 1965 por primera vez se fabricaron discos ventilados radialmente, para mejorar la disipación del calor, siempre un gran enemigo de todo tipo de frenos.Posteriormente, la ventilación también fue axial para los discos de autos de carreras.

Las nuevas generaciones de discos tienen ventilación radial y axial, con múltiples perforaciones para mejorar la disipación de calor.

Desde sus inicios el material utilizado para la fabricación del disco ha sido el acero pero en la actualidad este ha sido reemplazado por hierro gris y actualmente por materialescompuestos (fibra de carbón, kevlar, entre otros).

Materiales

Los discos de freno son generalmente hechos de fundición gris, este material tiene una elevada fuerza de resistencia y puede soportar altas temperaturas antes de fallar.

En los vehículos de alto rendimiento la cantidad de calor generado por la fricción en el frenado puede ser demasiado grande para los frenos, por lo tanto, fallan odeben ser cambiados con frecuencia; esto se debe a las fracturas inducidas térmicamente.

Además, los frenos de este comúnmente usado material, pueden ser pesados y susceptibles a la corrosión, ambas, causas de falla.

Otros compuestos han sido probados tales como los materiales compuestos de matriz metálica y los materiales compuestos de carbono / carbono. El reto con estos materiales esalcanzar la capacidad de disipar el calor causado por la fricción la cual no es lo suficientemente óptimo a altas temperaturas.

Un modelo típico de disco de freno de hierro gris puede soportar un calor superficial de 400°C antes que la falla se produzca.

C / C-SiC es una fase de fibra de carbono añadido a una matriz de carburo de silicio, con esto, el material resultante ha incrementado sufuerza contando con una menor densidad y con altas características tribológicas; la característica más predominante es su capacidad para soportar altas temperaturas sin fallar.

Debido a su bajo coeficiente de expansión térmica y alta conductividad térmica este CMC (Ceramic Matrix Composite) puede retener su fuerza a altas temperaturas. Este material fue fabricado como un disco de freno con fibras...
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