Micromecanizado crea retratos miniatura de la Reina con precisión inigualable

Los ingenieros de AMRC, Joe Thickett y Emma Parkin, exhiben sus retratos micromecanizados de la Reina. (Créditos de foto: Starrag.)

Cuando dos ingenieros de la Universidad de Sheffield (Inglaterra) querían demostrar las capacidades de micromecanizado del centro de mecanizado torno-fresadora Starrag Bumotec, eligieron un proyecto único que impresionaría no solo a operadores de máquinas de precisión, sino a cualquiera que aprecie el arte.

Los ingenieros Emma Parkin y Joe Thickett en el Centro de Investigación de Manufactura Avanzada (AMRC) de la universidad usaron el centro de mecanizado Bumotec para reproducir una serie de diminutos retratos de la Reina Isabel II, hasta 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 algo con lo que la gente se relaciona", dice Parkin. "La gente generalmente conoce el tamaño de una moneda, así que poder reducirla de tamaño pero mantener la cara de la Reina significa que hay un factor 'wow'."

La obra de arte en miniatura se creó para demostrar el conocimiento de la industria del Grupo de Mecanizado de AMRC en micromecanizado para ayudar a las empresas del Reino Unido a ganar negocios. "Queríamos mostrar a nuestros socios y a la industria lo que es alcanzable; que podemos trabajar con una precisión de 0,001 mm en piezas tan pequeñas como 1,5 mm y mantener el detalle."

Se produjeron cuatro cabezas de la Reina altamente 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 mediante el Bumotec s191.

El centro de mecanizado Bumotec s191H es uno de los ocho equipos Starrag en AMRC. Los ingenieros lo usaron para producir las cuatro cabezas de la Reina en una sola pieza circular de latón de 25 mm de diámetro.

Utilizaron fresas micro de Sandvik para lograr la forma básica del diseño antes de cambiar a diminutas fresas de bola. La más pequeña tenía solo 0,2 mm de diámetro para el contorneado detallado.

El centro de mecanizado Bumotec con capacidad de barra de 65 mm, sistema de alimentación de barra y refrigerante de alta presión (3 hp) puede lograr soluciones de mecanizado altamente precisas (hasta ±2,5 micras) en sus ejes X, Y y Z, que van desde 410 mm, 200 mm y 400 mm, respectivamente, gracias a accionamientos lineales y alta estabilidad térmica.

Para obtener una imagen de la cara de la Reina, los ingenieros de AMRC escanearon una moneda real usando un microscopio 3D que normalmente se reserva para detectar rugosidad superficial. Tomó una serie de imágenes que se superpusieron para crear una imagen 3D.

El husillo principal de la máquina se complementa con un contrahusillo que puede girar en planos horizontal y vertical, para procesos multitarea. Las opciones de almacén de herramientas se extienden hasta 90 bolsillos en una máquina que tiene velocidades de avance rápido de 50 m/min y una velocidad de husillo de 30.000 (o 40.000) rpm que también contribuye a sus tiempos de ciclo rápidos.

Complementario a las capacidades de la máquina, Parkin recurrió a la experiencia dentro de AMRC para crear los retratos micromecanizados.

"Para obtener una imagen de la cara de la Reina, escaneamos una moneda real usando un microscopio 3D que normalmente se reserva para detectar rugosidad superficial. Tomó una serie de imágenes que se superpusieron para crear una imagen 3D. Luego, esa imagen se convirtió a formato de archivo STL, que luego se cargó en Siemens NX 12 CAD para la generación del programa de mecanizado."

Agrega: "Comenzamos cortando a profundidades de 4 mm para remover el material en bruto, luego bajamos de tamaño, y cuando llegamos a las operaciones de acabado, estábamos haciendo 'pasos' de micras."

Parkin espera que el proyecto de réplica de moneda conduzca a más proyectos de I+D y comerciales de micromecanizado para AMRC, que forma parte del Catapult de Manufactura de Alto Valor. Catapult proporciona acceso a instalaciones y experiencia de I+D que de otro modo estarían fuera del alcance de muchas empresas en el Reino Unido.

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