High-tech Ceramic

High-tech Ceramic
Innovación en la tecnología de las carcasas de los audífonos
Introducción
Durante las últimas décadas, la tecnología de los audífonos ha
experimentado importantes avances. Entre los indicadores de
mayor importancia se encuentran la transición de los
audífonos analógicos a los digitales a mediados de la década
de los 90, los algoritmos de compresión frecuencial y las
recientes funciones de direccionalidad binaural diseñadas para
la transmisión de sonido completo en tiempo real entre
audífonos. Al mismo tiempo, también ha avanzado el diseño
de las carcasas de los audífonos, por lo que ahora los
audífonos son más pequeños, menos visibles y más
ergonómicos, y se ofrecen en más colores; de esta forma, se
puede satisfacer a los usuarios de audífonos de diferentes
estilos de vida.
mencionar solo algunos) utilizan las ventajas únicas y
múltiples de este tipo de material.
El sector relojero, por ejemplo, emplea la cerámica de alta
tecnología por su calidad probada antiarañazos y su gran
confort para el usuario. Los relojes hechos con cerámicas de
alta tecnología siguen pareciendo nuevos incluso después de
haberlos usado durante mucho tiempo. Las restauraciones
dentales con cerámica ofrecen un aspecto natural y son muy
resistentes. Los chefs y amantes de la cocina también usan
cuchillos de cerámica por su ligereza, su brillo de larga
duración y su resistencia contra bacterias, ácidos de cocina y
sales. Esta resistencia también garantiza la capacidad
antioxidante del material. Las cerámicas de alta tecnología
protegen incluso a las lanzaderas espaciales contra el calor de
fricción extremo al volver a la atmósfera tras una misión.
Por lo tanto, los usuarios han podido aprovechar un mejor
rendimiento auditivo y una estética más lograda. Sin embargo,
todavía falta mejorar algunos aspectos relativos al confort de
los audífonos y a la demanda de larga duración de sus
carcasas (Kochkin, 2010).
Con la introducción de la cerámica de alta tecnología para
carcasas, Phonak se sitúa en una posición líder para hacer
frente a la demanda de los usuarios finales cada vez mayor de
audífonos duraderos, cómodos, atractivos y de más valor.
Aplicaciones actuales de la cerámica de alta tecnología
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Implante dental de cerámica
Straumann® CARES® (con
implante óseo Straumann®)
© 2010 de Institut Straumann AG
Cuchillos de cerámica
© 2010 de Kyocera Corporation
© Phonak AG All rights reserved
Los avances en ingeniería de materiales y tecnologías de
procesamiento han fomentado la aplicación de las cerámicas
de alta tecnología en diversos sectores. Aunque en muchas
aplicaciones las cerámicas de alta tecnología no tienen
suficiente difusión ni son particularmente conocidas por el
consumidor, actualmente no cabe duda de que el mundo
sumamente tecnológico en el que vivimos no podría funcionar
sin ellas. Propiedades como la dureza extrema y la alta
resistencia mecánica, la excelente biocompatibilidad y el
atractivo estético, el peso ligero, y la inercia química
convierten a la cerámica de alta tecnología en indispensable
para numerosas aplicaciones. Los campos de la tecnología
médica, productos de consumo de lujo y aeroespacial (por
Audífonos de cerámica de alta tecnología
Materiales usados y tecnologías de procesamiento
La estética atractiva, la larga duración y el máximo confort de
uso, son las necesidades fundamentales que satisfacen los
audífonos de cerámica de alta tecnología a los usuarios. Las
carcasas de cerámica de alta tecnología tienen un valor
añadido, una tecnología muy avanzada y una estética
atractiva gracias a su superficie pulida y su color intenso. El
peso ligeramente mayor en comparación con carcasas de
polímero proporciona un aspecto de gran valor. La extrema
dureza del material provee a las carcasas de resistencia a los
arañazos, y junto con la excelente inercia química y biológica
del producto, así como con la resistencia a los rayos UV, la
cerámica de alta tecnología mantiene su atractivo durante un
largo período de tiempo. El jabón, las cremas, el sudor u otros
agentes del entorno diario no alteran su calidad. La resistencia
biológica también convierte a los audífonos de cerámica en
instrumentos muy higiénicos.
Materiales
El tacto de este material, el alcance de su conductividad
térmica y la excelente biocompatibilidad permiten a los
audífonos con carcasa de cerámica ofrecer un excelente
confort al usuario. Además, las carcasas de cerámica son
suaves al tacto y alcanzan y mantienen rápidamente la
temperatura corporal. Esto reduce la transpiración detrás de la
oreja. De hecho, este material resulta agradable en contacto
con cualquier tipo de piel por sus propiedades hipoalergénicas
sobresalientes. En resumen, todas estas características
proporcionan una sensación natural y cómoda.
Las carcasas de cerámica también pueden usarse en audífonos
con comunicación inalámbrica. El rendimiento auditivo es el
mismo que el de los audífonos convencionales con carcasas de
polímero.
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La zirconia, el óxido del metal de zirconio, es famosa por su
biocompatibilidad excepcional, su resistencia contra la
corrosión, su fuerza mecánica extrema y sus excelentes
propiedades tribológicas (como la resistencia al uso). Su
dureza es mucho mayor que la del acero o el titanio. Para
varias aplicaciones, también se usa la zirconia estabilizada
con itria (YSZ), pues ofrece más resistencia contra las
fracturas que la zirconia pura. La estabilización del material se
logra a partir de un mecanismo que se basa en un cambio
inducido por la tensión de su estructura cristalina: cuando un
componente hecho de YSZ se golpea (por ejemplo, por una
caída), en el material pueden formarse microgrietas. Debido a
la tensión mecánica causada por el choque, los cristales de los
extremos de las grietas cambiarán su estructura, de forma que
su volumen se verá aumentado. Esto da lugar a la compresión
de las grietas, lo que evitará o al menos ralentizará el avance
de las microfisuras por el material. En consecuencia, un
componente de YSZ ofrece bastante más vida útil y fiabilidad
que uno de zirconia común.
Procesamiento
a) Preparación de una materia prima y proceso de formación
La fabricación de cualquier componente de cerámica de alta
tecnología comienza con la materia prima: mediante los
procesos de mezcla, trituración y filtrado se produce una masa
homogénea del tamaño, composición y color de la partícula
deseada (la zirconia pura es blanca). Varios aditivos sirven de
materiales auxiliares para un procesamiento posterior.
© Phonak AG All rights reserved
Audéo S SMART High-tech Ceramic
La cerámica es un material inorgánico no metálico.
Actualmente, podemos distinguir claramente la cerámica de
alta tecnología empleada en las aplicaciones mencionadas
anteriormente de la porcelana, la cerámica para objetos
decorativos o las piezas de barro que las personas creaban
hace ya miles de años. Las cerámicas de alta tecnología que
más se utilizan son la alúmina (Al2O3; óxido de aluminio), la
zirconia (ZrO2; óxido de zirconio), el nitruro de silicio (Si3N4) y
el carburo de silicio (SiC). Por supuesto, existen muchos más
compuestos de cerámica y una diversidad de compuestos de
cerámica que emplean las propiedades combinadas de dos o
más materiales diferentes (por ejemplo, las cerámicas y los
metales). El siguiente párrafo trata con detalle la zirconia, la
cerámica de alta tecnología que ha usado Phonak para diseñar
su nueva carcasa para audífonos.
y resistente al desgaste que se ha desarrollado
específicamente para combatir dicha característica. El
revestimiento logra que el producto final sea muy resistente
contra la humedad.
Resumen
Entonces, la nueva materia prima se somete al proceso de
formación en el que se define la forma del componente
técnico. Entre los métodos de formación habituales, el moldeo
por inyección permite geometrías relativamente complejas.
Este es el que usamos en las carcasas para audífonos de
cerámica Phonak Audéo S SMART. A tal efecto, la materia
prima se coloca en una máquina de moldeo por inyección,
donde se calienta. El calor aplicado a la materia prima la
convierte en una masa viscosa que puede inyectarse en un
molde mediante alta presión. La presión de inyección, la
fórmula y la proporción de peso de los aditivos, la distribución
del calor en el molde y otros parámetros desempeñan un
papel crucial en el logro de las dimensiones definidas y las
propiedades mecánicas del producto.
b) Sinterización y pulido
Durante la sinterización (calentamiento) posterior a
temperaturas superiores a los 1000°C/1832°F, un proceso
controlado que puede durar desde varias horas hasta varios
días, las partículas de cerámica aumentan en conjunto y
alcanzan una alta densidad teórica (es decir, baja porosidad).
De este modo, el componente sufre una contracción del
20-30% durante el proceso de sinterización. Esta contracción
se debe tener en cuenta con antelación durante el diseño del
molde de inyección; además, plantea grandes desafíos a la
hora de evitar las grietas y defectos en la superficie del
componente. Por encima de todo, la sinterización es el paso
esencial que proporciona las propiedades a los componentes
del material entre las que destacan la alta resistencia
mecánica, la resistencia al desgaste y la resistencia química.
Después de la sinterización, es posible que sea necesario un
proceso de molienda o pulido para lograr una superficie lisa y
brillante, según la aplicación que se vaya a hacer del
componente. Por último, resulta fundamental que se realice
una inspección meticulosa del componente para asegurar que
el producto final cumple con los requisitos en términos de
dimensiones, funcionalidad, propiedades físicas y estética.
c) Recubrimiento
Las cerámicas son por naturaleza hidrófilas, lo que significa
que distribuyen con rapidez cualquier gota de agua o
humedad de su superficie. Por esta razón, las carcasas
Audéo S SMART High-tech Ceramic se cubren con un
revestimiento especial, invisible, hidrófobo (que repele el agua)
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Las cerámicas de alta tecnología se usan en una amplia
variedad de sectores por sus excelentes propiedades físicas y
químicas. La combinación de su gran dureza y resistencia
química y biológica con su atractivo aspecto de gran valor,
también las hacen muy adecuadas para su uso en carcasas
para audífonos. Las carcasas de cerámica de alta tecnología
son de larga duración, proporcionan un brillo sin arañazos y
un gran confort de uso para el usuario.
Con el uso de materiales de cerámicas de alta tecnología,
Phonak presenta una innovación muy importante en lo que
respecta a tecnología de carcasas de audífonos, al fusionar los
bienes de consumo de gama alta con el mundo tecnológico de
la ciencia de los materiales.
Referencia
Kochkin Sergei (2010) MarkeTrak VIII: Consumer satisfaction
with hearing aids is slowly increasing. The Hearing Journal Vol.
63, Nº. 1: 19-27.
© Phonak AG All rights reserved
Polvo de cerámica
© 2010 de Kyocera Corporation
Las significativas mejoras en la tecnología de los audífonos
han revolucionado el mundo de los usuarios de audífonos en
las últimas décadas. Además, se han realizado innovaciones en
numerosos aspectos del rendimiento, por ejemplo, en opciones
inteligentes de control de ruido por parte del usuario para
lograr una mejor comprensión verbal. Por su parte, los
audífonos ahora son más pequeños, ergonómicos y estilosos.