Microusinagem transforma imagens da rainha em pequenos retratos

Os engenheiros do AMRC, Joe Thickett e Emma Parkin, mostram seus retratos microusinados da rainha. (Créditos da foto:Starrag.)

Quando dois engenheiros da Universidade de Sheffield (Inglaterra) quiseram mostrar as capacidades de microusinagem do centro de usinagem de torneamento e fresagem Starrag Bumotec, eles escolheram um projeto único que não só impressionaria os operadores de máquinas-ferramenta de precisão, mas qualquer um que aprecia arte.

Os engenheiros Emma Parkin e Joe Thickett, do Advanced Manufacturing Research Center (AMRC) da universidade, usaram o centro de usinagem Bumotec para reproduzir uma série de pequenos retratos da rainha Elizabeth II, com apenas 1,4 mm de largura, em latão. O intrincado detalhe da cabeça da rainha só pode ser visto através de um poderoso microscópio.

“Escolhemos o retrato da rainha porque queríamos fazer algo semelhante a uma moeda, já que é relacionável”, diz Parkin. “As pessoas geralmente sabem o tamanho de uma moeda, então poder reduzi-la em tamanho e ainda manter o rosto da rainha significa que há um fator ‘uau’.”

A arte em miniatura foi criada para demonstrar o conhecimento do setor de microusinagem do AMRC Machining Group para ajudar as empresas do Reino Unido a conquistar negócios. “Queríamos mostrar aos nossos parceiros e à indústria o que é possível; que podemos trabalhar com uma precisão de 0,001 mm em peças tão pequenas quanto 1,5 mm e manter os detalhes.”

Quatro cabeças de Queen altamente detalhadas - com diâmetros de 11,2 mm, 7 mm, 2,8 mm e 1,4 mm - foram produzidas pelo Bumotec s191 em uma única peça circular de latão de 25 mm de diâmetro.

O torno-fresador Bumotec s191H é uma das oito máquinas Starrag do AMRC. Foi usado pelos engenheiros para produzir quatro cabeças de rainha com diâmetros de 11,2 mm, 7 mm, 2,8 mm e 1,4 mm em uma única peça circular de latão de 25 mm de diâmetro.

Eles usaram microfresas de topo Sandvik para obter a forma básica do projeto antes de mudar para pequenas fresas de ponta esférica. O menor tinha apenas 0,2 mm de diâmetro para o contorno detalhado.

O centro de usinagem Bumotec com capacidade de 65 mm de bar, sistema de alimentação de bar e refrigeração de alta pressão (3 hp) pode obter soluções de usinagem de alta precisão (até +/- 2,5 mícrons) dentro de seus eixos X, Y e Z, variando de 410 mm, 200 mm e 400 mm, respectivamente, graças aos acionamentos lineares e estabilidade térmica de alto nível.

Para obter uma imagem do rosto da rainha, os engenheiros do AMRC digitalizaram uma moeda real usando um microscópio 3D que normalmente é reservado para detectar a rugosidade da superfície. Foram necessárias uma série de fotos que foram colocadas em camadas para criar uma imagem 3D.

O fuso principal da máquina é complementado por um subfuso que pode girar tanto no plano horizontal quanto no vertical, para processos multitarefa. As opções do magazine de ferramentas se estendem para até 90 bolsões em uma máquina que possui taxas de deslocamento rápido de 50 m/min e uma velocidade de fuso de 30.000 (ou 40.000) rpm que também contribui para seus tempos de ciclo rápidos.

Complementando as capacidades da máquina, Parkin utilizou a experiência do AMRC para criar os retratos microusinados.

“Para obter uma imagem do rosto da rainha, digitalizamos uma moeda real usando um microscópio 3D que normalmente é reservado para detectar a rugosidade da superfície. Foram necessárias uma série de fotos que foram colocadas em camadas para criar uma imagem 3D. Em seguida, essa imagem foi transformada em um formato de arquivo STL, que foi carregado no Siemens NX 12 CAD para a geração do programa de usinagem.”

Ela acrescenta:"Começamos a cortar em profundidades de 4 mm para remover o material a granel, depois diminuímos de tamanho e, quando chegamos às operações de acabamento, estávamos fazendo 'step overs' de mícron".

Parkin espera que o projeto de réplica de moedas leve a mais projetos comerciais e de pesquisa e desenvolvimento de microusinagem para o AMRC, que faz parte da Catapulta de Fabricação de Alto Valor. A Catapult fornece acesso a instalações e conhecimentos de P&D que, de outra forma, estariam fora do alcance de muitas empresas no Reino Unido.

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