Servicios de lapeado plano de precisión: Aplicaciones avanzadas para acabado superficial industrial

¿Qué logran los servicios de lapeado plano?

Cuando la gente visita instalaciones de Metal Cutting para conocer qué hacemos, a menudo se sorprende al ver que tenemos tres tipos de equipo de lapeado. Pero la verdadera sorpresa es que tanta gente no está familiarizada con el proceso de lapeado plano de precisión, profundamente simple (y beneficioso).

Aunque una máquina de lapeado tiene partes móviles, son placas que giran como tazas en atracción de feria. Lo que hace simple el proceso es que las placas giran metódicamente en un solo plano —no múltiples ejes— con placa superior en una dirección y inferior en la otra.

Pero, ¿qué hace tan beneficiosos los servicios de lapeado plano? Veamos más de cerca.

Fundamentos del lapeado

El lapeado es proceso mecánico controlado de lijado o pulido involucrando abrasivo entre dos superficies que se frotan. Generalmente se usa para crear acabado superficial preciso.

Para Metal Cutting y nuestros clientes, el objetivo principal del lapeado es lograr superficie muy lisa y plana. Sin embargo, el lapeado también puede usarse para obtener superficie abovedada, como lente convexo o espejo. (Más abajo.)

El lapeado puede aplicarse a amplia gama de materiales: metal, vidrio, cerámica, plástico, sustrato de silicio. Gracias a la precisión con que se puede remover material, el proceso puede producir acabados en rango nanométrico (0,001 µm).

Ventajas del lapeado plano de precisión

El lapeado plano de precisión a menudo se habla junto con rectificado de doble disco. Porque cualquiera de los dos puede usarse para piezas metálicas requiriendo tolerancia ajustada para acabado superficial, planicidad, paralelismo o espesor.

Sin embargo, los servicios de lapeado plano se usan más a menudo en piezas que requieren control estricto de espesor y paralelismo. El proceso produce piezas planas dimensionalmente precisas a altas tolerancias, generalmente menos de 2,5 µm uniformidad.

El lapeado plano de precisión también puede usarse para corregir irregularidades superficiales y remover daño subsuperficial causado por aserrado o rectificado.

Las piezas lapeadas reflejarán la forma de las placas de lapeado. Así, el lapeado plano de precisión requiere placas mantenidas en condición extremadamente plana (típicamente menos de 0,004 mm). Esto ayuda a asegurar que las piezas lapeadas sean ellas mismas planas.

Los servicios de lapeado plano son especialmente buenos para varias aplicaciones. Por ejemplo, fabricantes de lentes usan máquinas de lapeado especializadas para producir superficies planas a mejor de 30 nanómetros (0,030 µm).

El lapeado plano de precisión también es crítico para producción de semiconductores, proporcionando precisión requerida para manejar componentes muy frágiles y delgados. Hay máquinas de lapeado grado semiconductor y portadores de montaje especializados para obleas incluyendo LED, zafiro, silicio, sustratos compuestos y fibra óptica.

Lapeado de una cara vs. dos caras

Según material y aplicación de la pieza, el lapeado plano de precisión puede ser de una cara o dos caras.

Piense en lapeado de una cara como pulir un coche: abrasivo aplicado a material más blando para pulir superficie de material más duro. Usualmente la pieza se sujeta con anillo u otro dispositivo, se pesa y se rectifica mientras pasta abrasiva se alimenta a placa giratoria.

Con lapeado plano de precisión de dos caras, se remueve material de dos superficies —superior e inferior. Se logra aplicando presión mientras pieza y abrasivo ruedan entre dos placas de lapeado.

Donde la aplicación de peso podría dañar materiales delicados, se usa plantilla para sujetar piezas. Esto permite posicionamiento preciso y ajuste de carga durante lapeado de piezas muy pequeñas —digamos, de 3" (76,2 mm) a 0,118" (3 mm).

Lapeado para piezas abovedadas, no planas

Por supuesto, el lapeado tiene otros objetivos además de lograr planicidad. De hecho, el proceso puede usarse para crear lentes y otras piezas que requieren forma abovedada esbelta y uniforme.

La convexidad se logra usando placa de lapeado acondicionada para que sea cóncava y cree pieza abovedada convexa que refleje forma de la placa. Producir forma y espesor correctos de abovedado es proceso que consume tiempo, a menudo involucrando mucho ensayo y error en etapa de desarrollo.

¿Qué tan crítico es la precisión al lapear piezas abovedadas? Considere el Telescopio Espacial Hubble, proyecto de 2.000 millones de dólares que resultó tener fallo en sistema óptico. Específicamente, el espejo primario de Hubble tenía forma ligeramente incorrecta.

Un pequeño fallo —aproximadamente 1/50 del grosor de una hoja de papel— fue suficiente para crear aberración esférica que distorsionó imágenes telescópicas. Aunque científicos pudieron corregir el fallo, fue lección costosa en uniformidad de abovedado.

Beneficios adicionales del lapeado

Además de crear superficies planas precisas y lisas, el lapeado puede usarse para lograr extremos de piezas altamente pulidos y tolerancias de longitud y espesor muy ajustadas.

Por ejemplo, Metal Cutting puede utilizar lapeado para mover punto decimal en tolerancia de longitud de ±0,0010" (0,0254 mm) a ±0,00010" (0,00254 mm). Para aplicaciones que requieren geometría, podemos tomar pieza trapezoidal y usar lapeado para convertirla en rectángulo o paralelogramo.

Además, nuestros servicios de lapeado pueden lograr acabado final Ra 2 microinch (0,050 µm) en piezas sólidas y tubos. Eso incluye tubos de pared delgada y componentes de gran longitud.

¿Es el lapeado adecuado para su aplicación?

Engañosamente simple y sin embargo preciso, el lapeado puede ser valioso para aplicaciones requiriendo:

• Superficies lisas y planas
• Control estricto de delgadez
• Extremos altamente pulidos
• Tolerancias de longitud ajustadas
• Paralelismo

Mediante comprensión profunda de su aplicación y sus parámetros, puede decidir si el lapeado plano de precisión u otra técnica es la mejor opción para sus requisitos.