Processamento de micro-fresagem: prós, contras e aplicações

Processamento de micro-corte Introdução.

O processamento de micro-corte pertence à categoria de maquinação tradicional e o seu mecanismo é semelhante ao processamento de corte convencional, que envolve a remoção de material da superfície da peça de trabalho utilizando uma ferramenta de corte. A diferença reside na gama de dimensões dos componentes no processamento de micro-corte, que se situa geralmente entre 0,1 e 10 mm, e a gama dimensional das características processadas situa-se entre 0,01 e 1 mm, pertencendo à gama de mesoescala. O processamento de micro-corte inclui micro-torneamento, micro-fresagem, micro-perfuração e micro-moagem. Entre eles, a microfresagem utiliza fresas com um diâmetro inferior a 1 mm, ou mesmo mais pequeno. A fresagem é um dos métodos de corte mais flexíveis, e a microfresagem permite o processamento diversificado de pequenos componentes tridimensionais de forma complexa.

Vantagens e limitações da tecnologia de micro-fresagem.

Em comparação com outros métodos de micro-corte, a tecnologia de micro-fresagem tem as seguintes vantagens:

1. Processamento de vários materiais: A microfresagem pode processar vários materiais através da remoção de material da superfície da peça de trabalho utilizando uma ferramenta de corte. Em teoria, escolhendo a dureza e a resistência adequadas da ferramenta, é possível processar diferentes materiais.
2. Forte capacidade de processamento tridimensional: Pode alcançar um processamento rápido, fiável e repetível de superfícies de forma livre e características tridimensionais complexas à mesoescala.
3. Elevada precisão de processamento: Utilizando fresas de microfresagem de PCD (diamante policristalino) e de diamante monocristalino, é possível obter, de forma estável, uma precisão de maquinagem e uma rugosidade superficial superiores a 100 nm na microfresagem.
4. Baixo custo de processamento: O custo de processamento da microfresagem é relativamente baixo em comparação com outros métodos de microprocessamento, como a fotolitografia, maquinagem por descarga micro-eléctricae maquinagem micro-eletroquímica. Além disso, a capacidade de produzir componentes em grandes quantidades com repetibilidade contribui para o baixo custo de processamento.

Embora a micro-fresagem tenha muitas vantagens em comparação com outros métodos de micro-corte, também tem as suas limitações. A microfresagem não é simplesmente uma redução no tamanho da macrofresagem em comparação com a macrofresagem convencional. No processo de microfresagem, quando os parâmetros de corte diminuem para a mesma ordem de grandeza que o raio da aresta de corte ou o tamanho do grão do material da peça, apresenta características de corte diferentes da macrofresagem, como os efeitos de tamanho e o fenómeno da espessura mínima da apara. Os efeitos de tamanho e a espessura mínima da apara podem conduzir a diferentes mecanismos de corte e a diferentes graus de desgaste da ferramenta e de defeitos de maquinagem, o que pode limitar a aplicação da tecnologia de micro-perfuração na produção. Além disso, o fabrico de fresas de microfresagem e a manutenção de arestas de corte afiadas também afectam o processo e a integridade da superfície da microfresagem. Por conseguinte, é ainda necessária uma extensa investigação teórica e experimental para colmatar as deficiências existentes na tecnologia de processamento da microfresagem.

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Aplicações da tecnologia de micro-fresagem.

A tecnologia tradicional de microfresagem utiliza principalmente fresas de topo com diâmetros que variam entre dezenas de micrómetros e um milímetro para a microfresagem em máquinas-ferramentas de ultraprecisão de tamanho convencional. Uma vez que estas máquinas-ferramentas são utilizadas principalmente para a maquinagem de alta precisão de peças geométricas não micrométricas, são necessários projectos e processos complexos para atingir a precisão desejada. No entanto, não têm a flexibilidade necessária para maquinar pequenos componentes e têm custos elevados e baixa eficiência. O equipamento de maquinação miniaturizado tem as vantagens de uma elevada flexibilidade, elevada eficiência, elevada integração e baixo custo.

Com o desenvolvimento da tecnologia, a procura de pequenos componentes na sociedade continua a aumentar e altera discretamente o estilo de vida das pessoas. Por exemplo, os smartphones estão a evoluir no sentido da miniaturização, da leveza e da inteligência, exigindo a utilização de várias tecnologias de micro-usinagem para fabricar componentes microestruturais. A tecnologia de microfresagem, como método de processamento rápido e de baixo custo para pequenos componentes, tem sido amplamente aplicada em domínios como a aviação, as comunicações, a indústria automóvel e a ótica.