Análisis en tiempo real de micropartículas de desgastemediante microabrasión por ball cratering: integraciónde captura óptica, calibración de fuerza ycuantificación tribológica

Resumen

En este trabajo se estudió la evolución de la huella de desgaste generada en una probeta de policarbonato sólido durante ensayos de microabrasión en seco mediante la prueba de ball cratering. El análisis se realizó a partir de tres videos obtenidos por microscopía óptica a una magnificación de 500X, lo que permitió seguir la evolución del cráter durante la prueba. La probeta evaluada fue de 6 mm de espesor y 25 mm de diámetro, las pruebas se realizaron en seco bajo una velocidad de 200 rpm, a una carga normal de 200 g (1.961 N) y el uso de una esfera de acero AISI 52100 de 25 mm de diámetro. El material se seleccionó debido a la trasparencia del policarbonato, lo que permitió la observación óptica del contacto y su modificación superficial. A partir de los videos experimentales se extrajeron secuencias temporales a tiempo determinados. La evidencia visual mostró que la huella se forma progresivamente, pasando por una etapa inicial de establecimiento del contacto, seguida por oscurecimiento central, definición del borde y acumulación o redistribución de partículas. La morfología se observa como un mecanismo dominante de abrasión por micro-arado, acompañado por la participación intermitente de partículas como tercer cuerpo. El análisis de las gráficas de señal fuerza-tiempo permitió distinguir corridas estables. El volumen del cráter obtuvo un valor central de 0.000245 mm³ para una huella promedio de 0.5 mm y un coeficiente de fricción (COF) promedio de 0.0702, 0.0640 y 0.0624. En conjunto, las imágenes, la señal de fuerza, el COF y el cálculo geométrico del volumen permitieron interpretar el desgaste con mayor cuidado, sin depender únicamente del diámetro final de la huella, así como el uso de datos para futuras simulaciones numéricas a niveles micrométricos