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Man mano che i componenti dei sistemi di alimentazione per applicazioni mediche, aerospaziali, elettroniche e automobilistiche diventano sempre più piccoli e complessi, aumenta la necessità di micro-lavorazione a livelli sub-micrometrici. Applicazioni come la rettifica di scanalature di piccole dimensioni, punzoni per tranciatura fine e frese micro richiedono una mola abrasiva in grado di rimuovere materiale in incrementi misurati in micron, e persino in sub-micron. Le mole abrasive convenzionali, con granuli di dimensioni maggiori, non riescono semplicemente a produrre una finitura di qualità senza scheggiature ai bordi, bave eccessive o danni termici. Sono i granuli diamantiferi ultrafini e Disco CBN che rendono concretamente possibile la micro-lavorazione con precisione sub-micrometrica. Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. produce mole abrasive personalizzate con granuli ultrafini che offrono la precisione e le finiture superficiali richieste dal settore della micro-lavorazione.
Comprensione delle dimensioni dei granuli ultrafini
Le mole da taglio sono prodotte utilizzando granulometrie che vanno dalla granulometria grossa D46 o B46 (circa 300–400 micron) a quella fine D126 o B126 (circa 100–125 micron). Le mole con granulometria ultrafine spingono questo concetto ancora più oltre, come nel caso delle mole con granulometria ultrafine prodotte da Ruizuan. Ruizuan produce diamanti D3 o B3 o granuli CBN la cui dimensione media dei grani abrasivi è di soli tre micron, ovvero circa 1/30 del diametro di un capello umano.
A questo livello di granulometria estremamente fine, ogni grano abrasivo rimuove una quantità infinitesimale di materiale in ogni passaggio di taglio. La finitura superficiale ottenuta può essere misurata in nanometri anziché in micron. Altrettanto importante, le forze di rettifica sono estremamente ridotte, minimizzando la deformazione di pezzi particolarmente delicati e consentendo un posizionamento preciso della macchina. Nel caso della micro-lavorazione di microscanalature nei dispositivi fluidici, della finitura delle piste di rotolamento nei componenti miniaturizzati e di innumerevoli altre applicazioni, la mola a grana ultrafine non è semplicemente un’opzione: è indispensabile.
Raggiungimento di tolleranze dimensionali sub-micrometriche
I componenti micro-lavorati presentano spesso tolleranze dimensionali comprese nell’ordine di ±1 micron o anche più stringenti. L’impiego di una mola a grana più grossa rende quasi impossibile il raggiungimento di tali tolleranze, poiché ogni grano abrasivo genera un truciolo relativamente grande e il controllo della rimozione del materiale è scadente.
Con mole abrasive con grana ultrafine, la rettificatrice può rimuovere progressivamente il materiale in incrementi misurati in decimi di micron per passata. Ciò consente un livello eccezionale di controllo, permettendo al produttore di avvicinarsi gradualmente alle dimensioni finali senza rischiare di superare la tolleranza prevista. Altrettanto importante, grazie alla formazione uniforme dei trucioli ottenuta con le mole abrasive a grana ultrafine, la forza di rettifica rimane costante e non provoca deformazioni che potrebbero generare errori dimensionali. I clienti che utilizzano mole abrasive a grana ultrafine hanno raggiunto tolleranze di ±0,0005 mm su microcomponenti temprati.
Finitura superficiale e qualità del bordo
Per i componenti microfresati, la qualità del bordo e la finitura superficiale sono altrettanto importanti quanto l’accuratezza dimensionale. Finiture superficiali ruvide possono generare concentrazioni di tensione in grado di favorire la propagazione di cricche da fatica negli impianti medici e causare usura prematura nei dispositivi micro-meccanici. Le sbavature sui bordi microscopici possono impedire un corretto assemblaggio oppure creare problemi nel flusso libero all’interno di microcanali o sistemi fluidici.
Con mole abrasive con grana ultrafine, è possibile ottenere finiture superficiali simili a uno specchio senza operazioni secondarie di lucidatura. I granuli abrasivi minuti ed estremamente affilati non solcano il materiale del pezzo in lavorazione e provocano una deformazione plastica sottostante molto ridotta. Essi "tagliano" essenzialmente il pezzo in lavorazione senza formare bave. Per applicazioni quali la finitura di matrici micro per estrusione o punzoni micro utilizzati nella posa di stent, l’impiego di mole abrasive con grana ultrafine Ruizuan ha ridotto il tempo di sbavatura post-macinazione di oltre l’80% migliorando contemporaneamente la qualità del tagliente.
Progettazione specifica dell’utensile per la micro-lavorazione
La progettazione di mole a grana ultrafine per le specifiche esigenze dell'applicazione è fondamentale. Il tipo di legante deve essere scelto in base al materiale del pezzo da lavorare e alle specifiche della macchina utensile. I leganti in resina sono comunemente preferiti perché offrono un taglio più morbido e fresco e favoriscono l’espulsione dei granuli microscopici usurati. Anche i leganti metallici possono essere utilizzati e garantiscono un’eccellente tenuta della forma. La concentrazione della grana deve essere scelta in modo da fornire un numero sufficiente di punti di taglio, evitando tuttavia la generazione di un eccessivo quantitativo di calore.
Ruizuan collabora strettamente con i clienti per progettare mole a grana ultrafine che soddisfino le esigenze di una specifica applicazione di micro-lavorazione. Tra i fattori presi in considerazione vi sono la durezza del materiale del pezzo in lavorazione, la finitura superficiale desiderata, la velocità di asportazione del materiale e la velocità della macchina, nonché il sistema di refrigerazione disponibile. In un’applicazione specifica per la rettifica di micro-scanalature su dispositivi medici in acciaio inossidabile temprato, Ruizuan ha sviluppato una mola diamantata legata con resina D3 che ha ridotto del 40% il tempo di ciclo e ha migliorato la finitura delle scanalature, passando da ruvida a lucida. La mola ha inoltre garantito una durata tripla rispetto al prodotto fornito dal precedente fornitore.
Sintesi
Le mole diamantate e CBN a grana ultrafine hanno aperto la strada alla micro-lavorazione di precisione sub-micrometrica. Queste mole utilizzano granuli abrasivi con dimensioni fino a tre micron per ottenere tolleranze dimensionali di un micron o migliori, finiture superficiali specchiate e bordi privi di sbavature. Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. fornisce mole personalizzate a grana ultrafine per applicazioni di micro-lavorazione nei settori medico, aerospaziale, elettronico e automobilistico. Dal 2014, Ruizuan unisce un forte impegno nella tecnologia degli abrasivi a rigorosi controlli di qualità, supportati da certificazioni tra cui CE, SGS, TUV e ISO9001. Contattate Ruizuan ancora oggi per discutere le vostre esigenze di micro-lavorazione di precisione.