El sistema de frenado es el elemento de seguridad más crítico en cualquier vehículo y más en una moto. Se basa en el principio de transformar la energía cinética del movimiento en energía térmica mediante la fricción entre la pastilla de freno y el disco. La composición y el proceso de fabricación de estos componentes son clave para determinar el rendimiento, la durabilidad y la calidad de la frenada.
Pastillas de freno: Fabricación, tipos, usos y calidades
Las pastillas de freno son el elemento consumible que, al ser empujado por la pinza, entra en contacto con el disco para generar la fricción.
Proceso de fabricación de pastillas de freno
La fabricación es un proceso de ingeniería de materiales que busca crear un compuesto de fricción con propiedades estables a diversas temperaturas y presiones.
El proceso de mezclado:
Se comienza con la selección de los componentes de fricción (material en polvo). Una pastilla de freno puede contener entre 10 y 30 ingredientes diferentes, incluyendo metales, fibras, aglutinantes y aditivos. Estos materiales se mezclan de forma homogénea en grandes mezcladores industriales.
Prensado en caliente:
Preparación de los soportes: La placa de soporte metálica (o backing plate) se trata previamente para mejorar la adhesión, a menudo con una resina y perforaciones (huecos pasantes) que permiten que el material de fricción fluya y se ancle.
Prensado: El polvo de fricción se coloca en un molde junto con el soporte metálico. Una prensa hidráulica somete el conjunto a alta presión y temperatura (aproximadamente 250°), dando forma a la pastilla y comenzando la unión entre el material de fricción y el soporte. Este paso es esencial para la compresión y la unión inicial.
Curado (horneado):
Las pastillas prensadas se hornean en un horno para curar las resinas aglutinantes (polimerización), endureciendo el material de fricción y asegurando una unión definitiva con el soporte.
Quemado (Scorch o HPT – High Pressure Treatment):
Este es un paso de calidad superior no siempre incluido. Consiste en someter la superficie de la pastilla a un breve tratamiento térmico de 650° o más con alta presión (por ejemplo, 1 tonelada). Esto elimina una gran parte de los componentes orgánicos volátiles que quedan en la superficie, reduciendo el fading (pérdida de eficacia por calentamiento) y el periodo de rodaje inicial de la pastilla.
Acabado y montaje:
Se realizan operaciones de mecanizado (rectificado) para dar el grosor final, así como la adición de ranuras y chaflanes para optimizar la limpieza, el ruido y la disipación de gases. Finalmente, se aplican láminas antiruido (shims) y se marca la pastilla con su número de referencia y homologación.
Tipos de pastillas, calidades y usos
La calidad y el uso de la pastilla están directamente determinados por la composición de su material de fricción.
| Tipo de pastilla | Composición principal | Calidad / Usos típicos |
| Orgánicas (NAO – Non-Asbestos Organic) | Fibras de vidrio, caucho, Kevlar, carbono, resinas (menos del 15% de metal). | Uso: Uso diario, ciudad, motos de baja y media potencia. Ventajas: Suaves, silenciosas, poco agresivas con el disco. Desventajas: Menor resistencia al calor, se desgastan más rápido. |
| Semimetálicas | 30% a 65% de metal (lana de acero, hierro, cobre), mezclado con grafito y materiales inorgánicos. | Uso: Pilotaje variado, motos de gama media-alta, uso mixto. Ventajas: Mejor disipación de calor que las orgánicas, buen rendimiento en frío. Desventajas: Pueden ser ruidosas, mayor desgaste del disco. |
| Sinterizadas (Metálicas) | Compuestos 100% metálicos prensados y unidos mediante un proceso de sinterizado (calor y presión sin fundición). | Uso: Motos de alto rendimiento, off-road exigente, competición. Ventajas: Máxima durabilidad, rendimiento estable en condiciones extremas (mojado, calor), excelente agarre. Desventajas: Precio alto, pueden ser ruidosas, alto desgaste del disco. |
| Cerámicas | Fibras cerámicas, materiales no ferrosos y pequeñas cantidades de cobre. | Uso: Motos de alta gama y deportivas. Ventajas: Alto rendimiento estable, silenciosas, mínima generación de polvo (limpio), muy duraderas, baja agresividad con el disco. Desventajas: Mayor precio. |
Discos de freno: Fabricación, tipos y usos
Los discos de freno son la superficie de rozamiento que disipa la energía térmica. Su capacidad de disipar el calor y resistir el agrietamiento es crucial.
Proceso de fabricación de discos de freno
El proceso más común para los discos de hierro fundido, estándar en la mayoría de motos, es la fundición y el posterior mecanizado.
Fundición (fundición gris):
Fusión: Se funde el material, típicamente hierro fundido (a menudo con grafito laminar, conocido como fundición gris) o un compuesto de carbono/cerámica, a temperaturas superiores a 1400º.
Moldeado: El metal fundido se vierte en moldes de arena pre-diseñados. El molde define la forma y la estructura interna del disco (sólido o ventilado).
Enfriamiento y desmoldeo: El disco se enfría de forma controlada para evitar defectos estructurales (debilidades internas o distorsiones). Una vez solidificado, se retira de los moldes.
Mecanizado y acabado:
Torneado: El disco en bruto se monta en un torno para eliminar el exceso de material, lograr las dimensiones exactas (diámetros, alturas) y crear las superficies de montaje.
Perforaciones y ranuras: Si el diseño lo requiere, se realizan las perforaciones o el ranurado con maquinaria de alta precisión (por ejemplo, corte láser o mecanizado CNC) para garantizar la integridad de la microestructura del material.
Rectificado: Se realiza un rectificado fino por abrasión en las superficies de fricción para garantizar un acabado superficial liso y uniforme y cumplir con las tolerancias de grosor requeridas.
Tratamiento térmico (Opcional): A veces se aplica un tratamiento térmico adicional para ajustar las propiedades metalúrgicas y aumentar la resistencia a la fatiga.
Acabados finales: Se realizan el grabado láser de la información y la aplicación de recubrimientos protectores (pintura) para evitar la corrosión en las zonas no sometidas a fricción.
Tipos de discos de freno y sus usos
El diseño de la superficie del disco influye directamente en la refrigeración y la eficacia de la frenada.
| Tipo de disco | Estructura | Ventajas y usos típicos |
| Sólido | Una pieza de metal sin canal interno. | Uso: Eje trasero, motos ligeras o urbanas. Ventajas: Bajo costo. Desventajas: Poca capacidad de disipación de calor, propenso al sobrecalentamiento (fading). |
| Ventilado | Dos caras unidas por álabes o aletas internas que actúan como turbinas. | Uso: Eje delantero (donde se concentra la mayor fuerza de frenado), motos de potencia media y alta. Ventajas: Excelente disipación de calor por convección, previene el fading. |
| Perforado | Superficie con orificios pasantes. | Uso: Rendimiento deportivo. Ventajas: Mayor capacidad de evacuación de calor y de gases generados por la pastilla. Mejor rendimiento en mojado. Desventajas: Ligeramente más propensos a agrietarse (cracking) alrededor de los agujeros. |
| Ranurado (Rayado) | Superficie con ranuras o surcos que se extienden radialmente. | Uso: Rendimiento deportivo y competición. Ventajas: Efecto de «limpieza» continua de los residuos de la pastilla y mejor mordiente. Desventajas: Mayor desgaste de la pastilla. |
| Mixto | Combinación de perforaciones y ranuras. | Uso: Equilibrio entre limpieza (ranuras) y disipación de gases (perforaciones), buscando optimizar el rendimiento. |
| Carbocerámicos (CCM) | Compuesto cerámico reforzado con fibra de carbono. | Uso: Superdeportivas de ultra-alto rendimiento y competición. Ventajas: Extremadamente ligeras (hasta 50% menos peso), máxima resistencia a la temperatura, muy larga vida útil (hasta 300000 km). Desventajas: Coste muy elevado, requiere calentamiento para máxima eficacia. |
By MAYAM
