¿Qué son los resortes ondulados y por qué usarlos?

Dan Carney | 12 de febrero de 2021

Le pedimos a la ingeniera de marketing de Smalley, Justyna Rapacz, que nos informara sobre el diseño de resortes ondulados y su utilidad para los ingenieros que diseñan productos. Recurrimos a Smalley como el inventor del resorte ondulado enrollado en el borde para que nos proporcione una explicación autorizada de los beneficios de este tipo de resorte.

Design News: ¿Qué es un resorte ondulado?

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Justyna Rapacz: Un resorte ondulado es un tipo de resorte de compresión hecho de alambre plano con un diseño único de "múltiples ondas por vuelta". Este diseño innovador es la razón por la cual un resorte ondulado puede ofrecer la misma fuerza de resorte que un resorte helicoidal de alambre redondo tradicional pero al 50 por ciento de su altura operativa.

DN: ¿Cuáles son las principales aplicaciones de los resortes ondulados?

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Justyna Rapacz: Desde diámetros pequeños a grandes, cargas ligeras a pesadas, acero al carbono a materiales exóticos, los resortes ondulados han sido la solución confiable que ahorra espacio para decenas de miles de aplicaciones. Desde productos de consumo diario como el reloj inteligente en su muñeca hasta dispositivos médicos que salvan vidas, como instrumentos quirúrgicos robóticos, pasando por entornos extremos como pozos de petróleo en las profundidades de la superficie de la Tierra, hasta Marte, prácticamente no hay límite para los resortes de olas.

Una aplicación común que utiliza los beneficios de un resorte ondulado es una válvula de flujo. Si bien muchos sistemas de resortes se pueden diseñar en válvulas, los ingenieros a menudo eligen resortes ondulados debido a su capacidad de ahorro de espacio y comportamiento de compresión lineal en el 80 por ciento del rango de compresión. Estas características únicas permiten un control más preciso y repetible tanto del flujo como de la presión.

A medida que aumenta la presión del fluido, un resorte ondulado de cresta a cresta controla con precisión el desplazamiento lineal del pistón.

DN: ¿Cuáles son los beneficios de usar resortes ondulados?

Justyna Rapacz: Ya sea que tenga limitaciones de espacio, necesite más flexibilidad de diseño o esté buscando cumplir con un requisito de carga específico, agregar un resorte ondulado a su kit de herramientas de diseño puede abrir un mundo de nuevas posibilidades de diseño. Los resortes ondulados optimizan el espacio en su ensamblaje al proporcionar la misma fuerza de resorte que un resorte de compresión común, pero a una altura de operación reducida.

Las principales ventajas de los resortes ondulados incluyen:

Un resorte helicoidal convencional (r) comparado con un resorte ondulado (l).

DN: ¿Cuáles son las compensaciones, si las hay? ¿Costo?

Justyna Rapacz: Los resortes ondulados son el resorte de compresión de referencia cuando el espacio es una limitación; sin embargo, no son la solución ideal para aplicaciones con grandes recorridos y/o acompañadas de un requerimiento de carga relativamente alto. Los resortes ondulados están diseñados solo para compresión, por lo que en aplicaciones donde se requiere extensión o torsión, se debe especificar un resorte alternativo.

En cuanto a los costos, los resortes ondulados pueden ahorrarle dinero al considerar todo el conjunto. Los resortes ondulados pueden optimizar el espacio en el ensamblaje al proporcionar la misma fuerza de resorte en un espacio más pequeño, lo que resulta en una disminución general del tamaño, el peso, el tiempo de producción y el costo del material del ensamblaje. Si bien los resortes ondulados pueden tener potencialmente un precio por pieza más alto que los resortes helicoidales, se pueden ver ahorros de costos generales al diseñar un resorte ondulado para su aplicación.

DN: ¿Cómo afecta la elección del material al rendimiento del muelle?

Justyna Rapacz: Seleccionar el material adecuado es fundamental para un rendimiento óptimo del resorte. Hay varios factores a considerar durante la selección del material del resorte, como el entorno operativo, el ciclo de vida y el presupuesto. Los resortes ondulados estándar están disponibles en acero al carbono y acero inoxidable 17-7.

Justyna Rapacz, ingeniera de marketing de Smalley.

DN: ¿Cuál es su pronóstico para el mayor uso de muelles ondulados en el futuro?

Justyna Rapacz: A medida que el mundo que nos rodea se vuelve cada vez más pequeño, el espacio se convierte rápidamente en una prioridad. Los resortes ondulados ofrecen a los ingenieros la solución de ahorro de espacio que necesitan para satisfacer la demanda de diseño de tecnología compacta y moderna.

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