De la universitat al banc d’assaig: tribologia aplicada als microactuadors REGNER
Regner® Editorial Team
Aiguaviva -
07/08/2026
L’Oriol Garay, estudiant del grau en Enginyeria de Materials de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), s’ha incorporat a REGNER per fer-hi les pràctiques. Durant l’estada participarà en un projecte de tribologia aplicada per caracteritzar i optimitzar una interfície crítica dels nostres microactuadors: la unió entre el cargol de potència i la femella.
El contacte entre el cargol i la femella també determina el rendiment
En un microactuador lineal, el conjunt cargol-femella transforma el parell del motor en força axial. En aquest procés, la fricció no és una variable secundària: intervé directament en el parell necessari per iniciar i mantenir el moviment, en l’eficiència mecànica del conjunt i en la generació de calor i desgast.
El coeficient de fricció no es pot considerar una propietat aïllada d’un material. És el resultat del sistema tribològic complet: els materials en contacte, la topografia superficial, la lubricació, la geometria del filet, la càrrega axial, la velocitat i el cicle de treball. Per això, una variació aparentment petita en l’estat superficial del cargol pot modificar el comportament del conjunt i la seva evolució al llarg de la vida útil.
Quan el parell resistent augmenta o presenta una dispersió excessiva, es redueix el marge de parell disponible al motor, augmenta el consum i es pot alterar la regularitat del moviment. En aplicacions sotmeses a centenars de milers o milions de cicles, el problema no és només el valor inicial de la fricció, sinó també la seva estabilitat: com evoluciona amb el desgast, la temperatura i les condicions reals de funcionament.
Una variable crítica per a la dosificació de precisió
En equips d’instrumentació analítica, de diagnòstic i d’automatització de laboratori, els microactuadors s’utilitzen sovint per accionar bombes de pistó, xeringues motoritzades i altres mecanismes de desplaçament positiu.
En aquestes arquitectures, el desplaçament lineal del pistó està directament relacionat amb el volum aspirat o dispensat. La qualitat de la dosificació depèn del sistema en conjunt, incloent-hi la mecànica, el control, els sensors i el circuit de fluids. Tanmateix, l’estabilitat de la transmissió lineal és una de les condicions necessàries per mantenir un comportament repetible.
Les variacions en la fricció poden afectar el perfil de velocitat, incrementar la diferència entre l’arrencada i el moviment en règim i modificar la resposta de l’actuador en aproximacions lentes o moviments de recorregut curt. En sistemes que treballen amb volums reduïts i cicles repetitius, aquestes desviacions poden acabar repercutint en la regularitat del procés, el consum de reactius o la freqüència de calibratge.
Per això, caracteritzar la interfície entre el cargol i la femella no és només una qüestió de reduir la fricció. Es tracta d’aconseguir un comportament mecànic controlat, estable i reproduïble durant tota la vida útil prevista.
De la superfície al comportament funcional
El projecte analitzarà fins a quin punt diferents tractaments i acabats superficials poden reduir i estabilitzar la fricció, limitar el desgast i millorar la consistència funcional del conjunt, sense alterar la geometria del filet ni les toleràncies establertes. L’objectiu no és obtenir simplement la rugositat més baixa, sinó identificar la solució que ofereix un comportament més estable en les condicions reals de treball del microactuador.
A partir d’una configuració de referència sense tractament superficial, es compararan diferents solucions, com l’electropoliment o l’aplicació de recobriments de baixa fricció. Se n’avaluaran els efectes sobre l’estat superficial i el comportament del conjunt mitjançant el mesurament del parell, el corrent consumit i la temperatura, així com l’anàlisi del soroll i de la regularitat del moviment.
Els assaigs es duran a terme en condicions representatives de càrrega, velocitat i cicle de treball, amb l’objectiu de relacionar les característiques superficials amb la fricció, el desgast i la repetibilitat funcional. Els resultats permetran formular una recomanació tècnica basada en dades experimentals.
Convertir el coneixement acadèmic en decisions d’enginyeria
Per a l’Oriol, el projecte integra diferents àmbits de l’enginyeria de materials: caracterització superficial, tribologia, desgast, corrosió, metrologia i validació experimental. El resultat serà una anàlisi tècnica vinculada directament al comportament d’un producte industrial.
Per a REGNER, aquesta col·laboració permetrà generar coneixement propi sobre la relació entre el procés de fabricació, l’estat superficial i les prestacions funcionals. Les conclusions obtingudes podran contribuir a definir especificacions de procés, criteris d’acceptació i decisions de disseny per a futures generacions de microactuadors.
Si els resultats demostren prou consistència i potencial tècnic, aquesta línia de treball podrà evolucionar posteriorment cap a un treball de fi de grau (TFG).
Traslladar el coneixement acadèmic al banc d’assaig, contrastar hipòtesis i convertir els resultats en decisions d’enginyeria és exactament el tipus de col·laboració que volem impulsar.
