Los microtornillos para equipos médicos exhiben diversos modos de falla, cada uno con diferentes causas fundamentales. Los tipos principales incluyen las siguientes cinco categorías:
1. Fallo de desgaste
El desgaste es un modo de falla común, caracterizado por la pérdida gradual de material de las superficies de trabajo del troquel (p. ej., borde cortante del punzón, cavidad del troquel), lo que conduce a una menor precisión dimensional y rayones o rebabas en la superficie de la pieza de trabajo.
Condiciones de fricción severas: Durante el proceso de estiramiento, el deslizamiento relativo entre el troquel y la pieza de trabajo genera una fricción intensa. Una lubricación insuficiente (p. ej., lubricante seco, selección incorrecta de lubricante) o métodos de lubricación inadecuados (p. ej., no cubrir áreas de contacto críticas) acelerarán el desgaste abrasivo.
Dureza del material insuficiente: el acero del troquel no se ha sometido a un tratamiento de templado o revenido suficiente, lo que da como resultado una dureza superficial inferior a la dureza del material de la pieza de trabajo (por ejemplo, al estirar placas de acero de alta resistencia, una dureza del troquel insuficiente provoca un desgaste fácil).
Defectos en el tratamiento de la superficie: El espesor insuficiente de la capa de nitruración, el desprendimiento del recubrimiento o la capa de carburación desigual resultan en una pérdida de protección de la superficie del troquel.
Diseño de espacio libre inadecuado: Un espacio libre insuficiente entre el punzón y la matriz aumenta la presión de contacto y el área de fricción, lo que exacerba el desgaste.
2. Fractura por fatiga Bajo carga cíclica, pueden iniciarse microfisuras en la superficie o dentro del molde, proliferando gradualmente hasta la fractura. Esto se ve comúnmente en áreas de concentración de tensiones, como la raíz del punzón y el filete del troquel.
Concentración de tensión: Las esquinas afiladas, los pequeños filetes y las ranuras en la estructura del molde se convierten fácilmente en puntos de concentración de tensión, actuando como puntos de inicio de grietas.
Tratamiento térmico inadecuado: la tensión residual excesiva después del enfriamiento o el revenido insuficiente aumentan la fragilidad del material.
Fluctuaciones de carga: el espesor desigual del material de la pieza de trabajo y la velocidad de tracción inestable provocan tensiones fluctuantes en el molde, lo que acelera la propagación de grietas por fatiga.
Defectos del material: Las inclusiones, la porosidad y otros defectos internos en el acero del molde desencadenan fácilmente el inicio de grietas.
3. Deformación plástica La deformación de las piezas de trabajo del molde (como el doblado del punzón, el agrandamiento del orificio de la matriz y el colapso de la cavidad) provoca desviaciones dimensionales en la pieza de trabajo.
Resistencia del material insuficiente: El acero del troquel tiene un límite elástico bajo y no puede soportar cargas de tracción.
Temperatura de funcionamiento excesiva: el calor por fricción generado durante el estiramiento aumenta la temperatura del troquel (especialmente cuando se estira acero con alto contenido de carbono o placas gruesas), lo que provoca que el material se ablande.
Sobrecarga: La presión de tracción excede el límite de capacidad de carga del material del troquel (p. ej., configuración incorrecta de los parámetros del equipo).
Defectos del tratamiento térmico: una dureza de enfriamiento insuficiente o una temperatura de revenido excesivamente alta provocan una disminución de la dureza y resistencia del material.
4. Astillas y fracturas: la rotura repentina del borde de corte del troquel o áreas localizadas a menudo ocurre bajo cargas de impacto, lo que se ve comúnmente en troqueles de bordes delgados o en troqueles hechos de materiales quebradizos.
Alta fragilidad del material: El acero del troquel no se ha sometido a un templado adecuado (p. ej., acero para herramientas con alto contenido de carbono no templado después del enfriamiento), o se han utilizado materiales frágiles (p. ej., acero para herramientas al carbono sin alear).
Defectos de diseño estructural: el filo es demasiado delgado, el radio de transición es demasiado pequeño o la pared de la cavidad es demasiado delgada.
Instalación y ajuste inadecuados: La mala alineación del troquel provoca una carga desigual o los pernos de fijación flojos provocan impactos.
Anormalidades de la pieza de trabajo: Existen partículas duras (p. ej., incrustaciones de óxido, inclusiones) en la pieza de trabajo que impactan el borde de corte del troquel.
5. Falla por corrosión
La superficie del molde se corroe mediante procesos químicos o electroquímicos, lo que se manifiesta como manchas de óxido, picaduras o descamación de la superficie, lo que afecta la precisión y la vida útil.
Factores ambientales: Ambientes de taller húmedos o materiales que son corrosivos para el material de tracción (p. ej., acero inoxidable, aleación de aluminio); Corrosión del lubricante: Algunos lubricantes contienen componentes ácidos (p. ej., líquido de corte residual), que pueden corroer la superficie del molde tras un contacto prolongado; Mala resistencia a la corrosión del material: el acero del molde no se ha sometido a un tratamiento anticorrosión (por ejemplo, cromado, nitruración) o el acero seleccionado tiene una resistencia a la corrosión insuficiente.
