Procesado por microfresado: ventajas, inconvenientes y aplicaciones

Tratamiento de microcortes Introducción.

El mecanizado de microcorte pertenece a la categoría del mecanizado tradicional, y su mecanismo es similar al del mecanizado de corte convencional, que consiste en eliminar material de la superficie de la pieza utilizando una herramienta de corte. La diferencia radica en el rango de tamaño de los componentes en el mecanizado de microcorte, que suele estar entre 0,1 y 10 mm, y el rango dimensional de las características procesadas está entre 0,01 y 1 mm, perteneciendo al rango de mesoescala. El mecanizado por microcorte incluye el microtorneado, el microfresado, el microtaladrado y el microrectificado. Entre ellos, el microfresado utiliza fresas con un diámetro inferior a 1 mm, o incluso menor. El fresado es uno de los métodos de corte más flexibles, y el microfresado permite el procesamiento diverso de componentes pequeños y tridimensionales de formas complejas.

Ventajas y limitaciones de la tecnología de microfresado.

En comparación con otros métodos de microcorte, la tecnología de microfresado presenta las siguientes ventajas:

1. Procesado de diversos materiales: El microfresado puede procesar diversos materiales eliminando material de la superficie de la pieza mediante una herramienta de corte. En teoría, eligiendo la dureza y resistencia adecuadas de la herramienta, es posible procesar distintos materiales.
2. Gran capacidad de procesamiento tridimensional: Puede lograr un procesamiento rápido, fiable y repetible de superficies de forma libre y características tridimensionales complejas a mesoescala.
3. Alta precisión de mecanizado: Mediante el uso de fresas de microfresado de diamante policristalino (PCD) y de diamante monocristalino, es posible lograr de forma estable una precisión de mecanizado y una rugosidad superficial mejores que 100 nm en el microfresado.
4. Bajo coste de procesamiento: El coste de procesado del microfresado es relativamente bajo en comparación con otros métodos de microprocesado como la fotolitografía, mecanizado por microdescarga eléctricay el mecanizado microelectroquímico. Además, la capacidad de producir componentes en grandes cantidades con repetibilidad contribuye al bajo coste de procesamiento.

Aunque el microfresado tiene muchas ventajas en comparación con otros métodos de microcorte, también tiene sus limitaciones. El microfresado no es simplemente una reducción del tamaño del macrofresado en comparación con el macrofresado convencional. En el proceso de microfresado, cuando los parámetros de corte disminuyen hasta el mismo orden de magnitud que el radio del filo de corte o el tamaño de grano del material de la pieza, presenta características de corte diferentes a las del macrofresado, como los efectos de tamaño y el fenómeno de espesor mínimo de viruta. Los efectos de tamaño y el espesor mínimo de viruta pueden dar lugar a mecanismos de corte diferentes y a distintos grados de desgaste de la herramienta y defectos de mecanizado, lo que puede limitar la aplicación de la tecnología de microfresado en la producción. Además, la fabricación de fresas de microfresado y el mantenimiento de bordes de corte afilados también afectan al proceso y a la integridad de la superficie del micromecanizado. Por lo tanto, sigue siendo necesaria una amplia investigación teórica y experimental para subsanar las deficiencias existentes en la tecnología de procesamiento del microfresado.

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Aplicaciones de la tecnología de microfresado.

La tecnología tradicional de microfresado utiliza principalmente microfresas de diámetros comprendidos entre decenas de micrómetros y un milímetro para el micromecanizado en máquinas herramienta de ultraprecisión de tamaño convencional. Dado que estas máquinas herramienta se utilizan principalmente para el mecanizado de alta precisión de piezas geométricas no microescalares, se requieren diseños y procesos complejos para lograr la precisión deseada. Sin embargo, carecen de la flexibilidad necesaria para el mecanizado de componentes pequeños y tienen unos costes elevados y una baja eficiencia. Los equipos de mecanizado miniaturizados tienen las ventajas de una gran flexibilidad, una alta eficiencia, una gran integración y un bajo coste.

Con el desarrollo de la tecnología, la demanda de componentes pequeños en la sociedad sigue aumentando y cambia silenciosamente el estilo de vida de las personas. Por ejemplo, los teléfonos inteligentes están evolucionando hacia la miniaturización, la ligereza y la inteligencia, lo que requiere el uso de diversas tecnologías de micromecanizado para fabricar componentes microestructurales. La tecnología de microfresado, como método de procesamiento rápido y de bajo coste para componentes pequeños, se ha aplicado ampliamente en campos como la aviación, la comunicación, la automoción y la óptica.