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À medida que os componentes médicos, aeroespaciais, eletrônicos e dos sistemas de combustível automotivos ficam menores e mais intrincados, aumenta a necessidade de usinagem em microescala em níveis submicrométricos. Aplicações como a retificação de ranhuras pequenas, punções para corte fino e brocas micro requerem uma roda de abrasão capaz de remover material em incrementos medidos em mícrons, e até mesmo submícrons. Rodas de abrasão convencionais, com granulometrias maiores, simplesmente não conseguem produzir um acabamento de qualidade sem lascamento nas bordas, rebarbas excessivas ou danos térmicos. Trata-se de diamante de granulometria ultrafina e Rolos CBN que tornam realidade a microusinagem com precisão submicrométrica. A Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. produz rodas abrasivas personalizadas de granulometria ultrafina, que oferecem a precisão e os acabamentos superficiais exigidos pela indústria de microusinagem.
Compreendendo os Tamanhos de Granulometria Ultrafina
As rodas abrasivas são fabricadas utilizando granulometrias que variam de grossa D46 ou B46 (cerca de 300 a 400 mícrons) a fina D126 ou B126 (cerca de 100 a 125 mícrons). As rodas abrasivas de granulometria ultrafina levam esse conceito muito além, como é o caso das rodas abrasivas de granulometria ultrafina fabricadas pela Ruizuan. A Ruizuan produz diamantes D3 ou B3, ou granulometrias de nitreto cúbico de boro (CBN) D3 ou B3, nas quais o tamanho médio dos grãos abrasivos é de apenas três mícrons, ou cerca de 1/30 do diâmetro de um fio de cabelo humano.
Neste nível de granulometria extremamente fina, cada grão abrasivo remove uma quantidade infinitesimal de material em cada passagem de corte. O acabamento superficial obtido pode ser medido em nanômetros, em vez de mícrons. De forma igualmente importante, as forças de retificação são extremamente reduzidas, minimizando a deformação de peças trabalhadas muito delicadas e permitindo um posicionamento preciso da máquina. No que diz respeito à microusinagem de microcanais em dispositivos fluidicos, ao acabamento de pistas de rolamentos em componentes miniaturizados e a inúmeras outras aplicações, a ferramenta com grãos ultrafinos não é apenas uma opção — é essencial.
Alcançando Tolerâncias Dimensionais Submicrométricas
Componentes microusinados frequentemente apresentam tolerâncias dimensionais na faixa de mais ou menos um mícron, ou ainda mais rigorosas. Ao utilizar uma ferramenta com grãos maiores, obter tais tolerâncias apertadas é quase impossível, pois cada grão abrasivo gera uma cavaco relativamente grande e o controle da remoção de material é precário.
Com discos abrasivos de granulação ultrafina, a retificadora pode remover materiais progressivamente, em incrementos medidos em décimos de mícron por passagem. Isso proporciona um nível excepcional de controle na capacidade do fabricante de se aproximar gradualmente das dimensões finais, sem risco de ultrapassar a faixa de tolerância. Igualmente importante, com a formação uniforme de cavacos proporcionada pelos discos abrasivos de granulação ultrafina, a força de retificação é constante e não causa a deformação que geraria erros dimensionais. Clientes que utilizam discos abrasivos de granulação ultrafina conseguiram atingir tolerâncias de ±0,0005 mm em microcomponentes temperados.
Acabamento de superfície e qualidade de borda
Para peças usinadas em escala micrométrica, a qualidade das bordas e o acabamento superficial são tão importantes quanto a precisão dimensional. Acabamentos superficiais rugosos podem criar concentrações de tensão que poderiam propagar trincas por fadiga em implantes médicos e causar desgaste prematuro em dispositivos micro-mecânicos. Rebarbas nas bordas micrométricas podem impedir o encaixe adequado durante a montagem ou gerar problemas no fluxo livre de microcanais ou sistemas fluidos.
Com discos de grão ultrafino, é possível obter acabamentos superficiais semelhantes a espelhos sem a necessidade de operações secundárias de polimento. Os grãos abrasivos minúsculos e extremamente afiados não arrastam o material da peça usinada, gerando muito pouca deformação plástica subjacente. Eles essencialmente "cortam" a peça usinada sem formação de rebarbas. Em aplicações como o acabamento de matrizes micro para extrusão ou punções micro utilizadas em stents, o uso de discos de grão ultrafino da Ruizuan reduziu o tempo de desburragem pós-rectificação em mais de 80%, ao mesmo tempo que melhorou a qualidade das arestas.
Projeto de Disco Específico para Aplicação em Microusinagem
Projetar rodas com grãos ultrafinos para as demandas específicas da aplicação é fundamental. O tipo de ligante deve ser selecionado com base no material da peça trabalhada e nas especificações da máquina de retificação. Os ligantes de resina são comumente preferidos, pois proporcionam um corte mais suave e mais frio e ajudam a liberar os grãos microscópicos desgastados. Os ligantes metálicos também podem ser utilizados e oferecem retenção de forma superior. A concentração de grãos deve ser escolhida para fornecer um número suficiente de pontos de corte, mas sem gerar uma quantidade excessiva de calor.
A Ruizuan trabalha em estreita colaboração com os clientes para projetar discos de grão ultrafino que atendam às necessidades de uma aplicação específica de microusinagem. Entre as considerações estão a dureza do material da peça usinada, o acabamento superficial desejado, a taxa de remoção de material, a velocidade da máquina e o sistema de refrigeração disponível. Em uma aplicação específica para retificar microranhuras em dispositivos médicos de aço inoxidável temperado, a Ruizuan desenvolveu um disco diamantado com ligante de resina D3 que reduziu o tempo de ciclo em 40% e melhorou o acabamento das ranhuras, passando de rugoso para polido. Esse disco também teve uma vida útil três vezes maior do que o produto fornecido anteriormente pelo fornecedor anterior.
Resumo
As rodas diamantadas e de CBN de grão ultrafino abriram as portas para a microusinagem de precisão submicrométrica. Essas rodas utilizam grãos abrasivos tão finos quanto três mícrons para alcançar tolerâncias dimensionais de um mícron ou melhores, acabamentos superficiais espelhados e bordas livres de rebarbas. A Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. fornece rodas personalizadas de grão ultrafino para aplicações de microusinagem nos setores médico, aeroespacial, eletrônico e automotivo. Desde 2014, a Ruizuan combina uma ênfase na tecnologia de abrasivos com rigorosas medidas de controle de qualidade, respaldadas por certificações como CE, SGS, TUV e ISO9001. Entre em contato com a Ruizuan ainda hoje para discutir suas necessidades de microusinagem de precisão.