Il laboratorio brilla a livello submicronico grazie alla lavorazione laser

Per la produzione delle sue piccoli pezzi, l'officina statunitense SunlightTech richiede microlavorazioni laser e microlavorazioni estremamente precise, i compiti ideali per gl'impianti Microlution ML-5 e ML 5100 di GF Machining Solutions.

La maggior parte delle officine considererebbe strette tolleranze dei pezzi da 7,62 micron (0,0003 ") a 12,7 micron (0,0005"). Presso Sunlight-Tech Inc. a Mokena, Illinois (USA), tuttavia, un lavoro di routine può comportare tolleranze precise inferiori a un micron (0,001 mm, 0,00003937 "), che sono spesso impossibili da ottenere con la lavorazione CNC convenzionale o anche con la lavorazione a scarica elettrica (EDM). Oltre a queste tolleranze impegnative, molte delle parti del laboratorio sono estremamente minuscole, quasi microscopiche, o richiedono caratteristiche minuscole e complesse. Secondo il presidente di Sunlight-Tech Grzegorz (Greg) Nowobilski, tale lavoro si ottiene solo con la microlavorazione laser e la tecnologia di micro-fresatura su macchine che possono muoversi con la stessa precisione delle tolleranze delle parti submicroniche che l'officina deve mantenere.

Il laboratorio di 22 persone viene fondato nel 2010 per la consulenza ingegneristica specializzata nella progettazione di macchinari e automazione. Nel 2018, Sunlight-Tech ha deciso di espandersi oltre la consulenza e diversificarsi nella lavorazione di micro-laser e micro-fresatura. Di conseguenza, ora serve una vasta gamma di settori che includono l'industria automobilistica, alimentare, dei beni di consumo, aerospaziale e della difesa, elettronica, delle comunicazioni e medica.

Con le sue capacità di microlavorazione laser, Sunlight-Tech soddisfa tali requisiti di lavoro dei clienti come la generazione di 3.200 fori, ciascuno di 254 micron (0,01 '') di diametro con un rapporto profondità / diametro di 11: 1, o la produzione di elementi quadrati in alto e rotondi in basso con conicità positiva o negativa, insieme ad altri tipi di cavità e caratteristiche cieche. Utilizza anche la sua tecnologia laser per quelle parti che non devono essere contaminate o entrare in contatto con materiali estranei, un rischio comune durante le operazioni di fresatura convenzionali che coinvolgono utensili da taglio. Poiché la maggior parte delle parti sono estremamente minuscole e fragili, Sunlight-Tech può micro macchiarle al laser senza creare forze di taglio dannose.

Attualmente, Sunlight-Tech dispone di due sistemi di microlavorazione laser ultraveloci, entrambi di GF Machining Solutions. Una è una macchina a cinque assi Microlution ML-5 e l'altra è una macchina a tre assi Microlution ML-5 con un campo di lavoro più ampio.

Le macchine Microlution ML-5 sono in grado di fornire una precisione di posizionamento di ± 1 μm (± 0,00004 ") e una ripetibilità di ± 0,5 μm (± 0,00002"). Il movimento laser a cinque assi completo dell'ML-5s è in grado di "piegare" il raggio per generare forme altamente complesse altrimenti impossibili da realizzare con la perforazione convenzionale, come le applicazioni che coinvolgono fori a forma di imbuto con finitura superficiale esigente e requisiti di tolleranza dall'alto verso il basso.

Le basi in granito naturale rettificate con precisione e le guide montate in granito supportano i sistemi di consegna del raggio ad alta precisione sulle macchine. I motori lineari ad alta precisione consentono un'accelerazione di picco senza blacklash e tempi di ciclo e materiali di consumo notevolmente ridotti. Altre caratteristiche includono encoder in scala di vetro ad alta risoluzione, sonde a contatto del pezzo in linea, misuratori di potenza integrati e telecamere ottiche ad alta velocità. Le basi in granito naturale di entrambe le macchine Microlution forniscono un'elevata stabilità termica su cicli di produzione prolungati per una qualità eccezionale delle parti, ed entrambe utilizzano la tecnologia laser a femtosecondi. I laser a femtosecondi hanno impulsi ultracorti nella gamma di un quadrilionesimo di secondo, un femtosecondo. La durata dell'impulso ultracorta del laser impedisce ai materiali di entrare in uno stato di fusione durante la lavorazione, il che lo rende perfetto per le parti sensibili al calore di Sunlight-Tech. I laser a femtosecondi eliminano anche la maggior parte della formazione di bave e lavorano a temperature che non possono danneggiare la maggior parte dei pezzi.

Sul lato della micro-fresatura, il Micro Milling Center Microlution 5100 di Sunlight-Tech offre all'officina la possibilità di produrre parti altamente precise con geometrie complesse possibili solo utilizzando la tecnologia di micro-fresatura a cinque assi ad alta velocità. Progettata per gestire la produzione dei componenti più piccoli mantenendo una precisione a livello di micron, la macchina gestisce parti che misurano fino a 100 x 100 x 100 mm (4 "x 4" x 4 ") utilizzando utensili da taglio che vanno da 0,01 mm a 3 mm (0,0004 "a 0,124") di diametro. Con la sua precisione di posizionamento di ± 1 µm (± 0,00004 "), il centro di lavoro con motore lineare a ponte verticale ad alte prestazioni è particolarmente adatto per le applicazioni di piccole parti di Sunlight-Tech.

Molti dei lavori di microlavorazione laser di Sunlight-Tech implicano attività di ricerca e sviluppo. Secondo il presidente Nowobilski, poiché la lavorazione laser (impulso ultracorto) ha meno di un decennio, numerose aziende stanno sperimentando come applicare la tecnologia ai pezzi che stanno attualmente producendo. Sunlight-Tech li aiuta a dimostrare questi concetti.

"Un fattore chiave per una lavorazione laser efficace è determinare i parametri laser corretti", ha affermato Nowobilski, "ed è per questo che abbiamo lavorato con il team di supporto dell'ingegneria delle applicazioni di GF Machining Solutions. " Questo supporto, combinato con la sua precedente esperienza con il laser, ha permesso a Sunlight-Tech di mettersi rapidamente al passo con la programmazione delle macchine Microlution. In effetti, farlo è stato molto più facile di quanto si aspettasse. Come ha spiegato, "Dopo solo poche settimane, abbiamo capito i parametri del laser e come dovevano cambiare per generare forme e caratteristiche specifiche dei pezzi"

www.gfms.com

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