Freno a frizione

I rivestimenti dei freni, comunemente chiamati anche rivestimenti di attrito o pastiglie di attrito, sono strati compositi funzionali sostituibili all’interno di un sistema frenante, progettati specificamente per generare attrito. Non forniscono supporto strutturale da soli, ma sono fissati (tramite rivettatura o incollaggio) alla superficie interna dei componenti strutturali metallici del freno, come la scarpa o la banda del freno.

Indicatori chiave di prestazione e composizione del materiale:

Coefficiente di attrito elevato e stabile: Questo costituisce la base per generare la forza frenante. Un rivestimento ideale dovrebbe mantenere un coefficiente di attrito costante attraverso temperature variabili, livelli di umidità e pressioni, prevenendo fluttuazioni erratiche nella potenza frenante.
Resistenza all’usura eccezionale: Questo determina la durata del rivestimento e il ciclo di sostituzione.
Resistenza al calore eccezionale: La frenata genera temperature che raggiungono centinaia o addirittura migliaia di gradi Celsius. Il rivestimento deve resistere alla decomposizione e alla carbonizzazione a queste temperature, recuperando rapidamente dal fade termico.
Compatibilità con le controparti: Pur offrendo una forte attrito, il rivestimento non deve causare usura eccessiva o danni ai dischi o tamburi del freno.
Resistenza meccanica e agli impatti: Capace di sopportare forze di taglio immense e impatti durante la frenata senza fratturarsi.
Sulla base di questi requisiti, i materiali moderni per rivestimenti frenanti industriali sono tipicamente privi di amianto e si suddividono in diverse categorie principali:

Materiali organici (Organici/NAO): Composti di fibre (ad esempio fibra di vetro, aramide), riempitivi e resine ad alte prestazioni. Vantaggi includono basso rumore e usura minima della ruota, anche se la resistenza al calore e all’abrasione sono relativamente più deboli. Adatti per condizioni di carico medio-basso.
Materiali semi-metallici: Incorporano componenti metallici significativi come lana d’acciaio e polvere di rame in basi organiche. Vantaggi includono eccellente trasferimento di calore, resistenza alle alte temperature e forte forza frenante, rendendoli ideali per applicazioni di frenata pesante e frequente. Tuttavia, possono produrre livelli di rumore più elevati.
Materiali sinterizzati: Prodotti tramite sinterizzazione di polveri metalliche (ad esempio rame, ferro) e ceramiche a temperature e pressioni elevate. Offrono la massima resistenza al calore e all’usura, con praticamente nessuna perdita termica. Adatti per le applicazioni di frenata ad alta energia più impegnative come turbine eoliche e attrezzature minerarie.
Valutare la qualità di un freno dipende in gran parte dalla performance del suo rivestimento. Non è un componente generico per sostituzioni casuali, ma una soluzione ingegnerizzata meticolosamente calcolata e testata innumerevoli volte per adattare le prestazioni alle condizioni operative specifiche.