Micromaquinado convierte imágenes de la reina en diminutos retratos

Los ingenieros de AMRC, Joe Thickett y Emma Parkin, muestran sus retratos micromecanizados de la reina. (Créditos de las fotos:Starrag.)

Cuando dos ingenieros de la Universidad de Sheffield (Inglaterra) quisieron mostrar las capacidades de micromecanizado del centro de mecanizado de fresado-torneado Starrag Bumotec, eligieron un proyecto único que no solo impresionaría a los operadores de máquinas herramienta de precisión, sino también a cualquiera que aprecie el arte.

Los ingenieros Emma Parkin y Joe Thickett del Centro de Investigación de Fabricación Avanzada (AMRC) de la universidad utilizaron el centro de mecanizado Bumotec para reproducir una serie de diminutos retratos de la reina Isabel II, de solo 1,4 mm de ancho, en latón. El intrincado detalle de la cabeza de la reina solo puede verse a través de un potente microscopio.

“Elegimos el retrato de la reina porque queríamos hacer algo similar a una moneda, ya que es identificable”, dice Parkin. "La gente generalmente sabe el tamaño de una moneda, por lo que poder reducir su tamaño y mantener la cara de la reina en ella significa que hay un factor 'wow'".

La obra de arte en miniatura se creó para demostrar el conocimiento de la industria del micromecanizado de AMRC Machining Group para ayudar a las empresas del Reino Unido a ganar negocios. “Queríamos mostrar a nuestros socios ya la industria lo que se puede lograr; que podemos trabajar con una precisión de 0,001 mm en piezas de trabajo tan pequeñas como 1,5 mm y mantener los detalles”.

La Bumotec s191 produjo cuatro cabezas de reina muy detalladas, con diámetros de 11,2 mm, 7 mm, 2,8 mm y 1,4 mm, en una sola pieza circular de latón de 25 mm de diámetro.

La torno-fresadora Bumotec s191H es una de las ocho máquinas Starrag en la AMRC. Los ingenieros lo utilizaron para producir cuatro cabezas de reina con diámetros de 11,2 mm, 7 mm, 2,8 mm y 1,4 mm en una sola pieza circular de latón de 25 mm de diámetro.

Utilizaron microfresas de mango de Sandvik para lograr la forma básica del diseño antes de cambiar a diminutas fresas de punta esférica. El más pequeño tenía solo 0,2 mm de diámetro para el contorneado detallado.

El centro de mecanizado Bumotec con capacidad de barras de 65 mm, sistema de alimentación de barras y refrigerante de alta presión (3 hp) puede lograr soluciones de mecanizado de alta precisión (hasta +/- 2,5 micrones) dentro de sus ejes X, Y y Z, que van desde 410 mm, 200 mm y 400 mm, respectivamente, cortesía de accionamientos lineales y estabilidad térmica de alto nivel.

Para obtener una imagen del rostro de la reina, los ingenieros de AMRC escanearon una moneda real usando un microscopio 3D que normalmente se reserva para detectar la rugosidad de la superficie. Tomó una serie de imágenes que se superpusieron para crear una imagen en 3D.

El husillo principal de la máquina se complementa con un subhusillo que puede girar tanto en plano horizontal como vertical, para procesos multitarea. Las opciones del almacén de herramientas se extienden hasta 90 alojamientos en una máquina que tiene velocidades de desplazamiento rápido de 50 m/min y una velocidad del husillo de 30 000 (o 40 000) rpm que también contribuye a sus tiempos de ciclo rápidos.

Como complemento a las capacidades de la máquina, Parkin se basó en la experiencia dentro del AMRC para crear los retratos micromecanizados.

“Para obtener una imagen de la cara de la reina, escaneamos una moneda real con un microscopio 3D que normalmente se reserva para detectar la rugosidad de la superficie. Tomó una serie de imágenes que se colocaron en capas para crear una imagen en 3D. Luego, esa imagen se convirtió en un formato de archivo STL, que luego se cargó en Siemens NX 12 CAD para generar el programa de mecanizado”.

Agrega:"Comenzamos a cortar a profundidades de 4 mm para eliminar el material a granel, luego bajamos de tamaño y, cuando llegamos a las operaciones de acabado, hacíamos 'pasos' de micras".

Parkin espera que el proyecto de réplica de monedas conduzca a más proyectos comerciales y de investigación y desarrollo de micromaquinado para AMRC, que es parte de High Value Manufacturing Catapult. Catapult brinda acceso a instalaciones de I+D y experiencia que, de otro modo, estarían fuera del alcance de muchas empresas en el Reino Unido.

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