Comparación de la Eficiencia de Motores Piezoeléctricos Utilizando el Método de los Elementos Finitos

Resumen

Las restricciones en el uso del plomo en procesos industriales, especialmente en materiales para electrónica está impulsando el desarrollo de nuevos materiales libres de plomo. Las cerámicas de niobiato de sodio y potasio KNN han emergido como un candidato prometedor para sustituir al zirconato titanato de plomo PZT, el material más comúnmente empleado en la fabricación de actuadores, transductores, sensores y motores piezoeléctricos. En este trabajo, se desarrolló un modelo numérico de un motor lineal piezoeléctrico utilizando el método de los elementos finitos, con el objetivo de comparar el rendimiento de las cerámicas KNN y PZT. Se determinaron las frecuencias y modos de vibración que generan las mayores deformaciones en cada material. Los resultados de las simulaciones revelaron que la cerámica PZT presenta una deformación 20 veces mayor en comparación con la KNN. Esto sugiere que la cerámica KNN requiere de aditivos endurecedores para optimizar los desplazamientos en motores piezoeléctricos libres de plomo.