Hoja de proceso de mecanizado

(SIGUE MICROMECANIZADO)- Micro-electroerosión por penetración. Es similar a la convencional.
La principal diferencia es el tamaño de los electrodos y la energía de los pulsos (alrededor de los 100 nJ). Para generar los pulsos suelen utilizarse circuitos de relajación RC como las primeras máquinas convencionales (permiten más fácil control de los parámetros). El electrodo sufre mayor deformación y desgaste que en el proceso convencional. La micro-
Electroerosión por penetración se aplica a la fabricación de micro-moldes y taladros de pequeñas dimensiones (0,1 mm con relaciones de 50:1) en inyectores de tinta o combustible, dosificadores, etc. Electrodos para agujeros suelen fabricarse en tungsteno con diámetros de 0,06 mm (macizos) y en 0,1 mm (tubulares) - Micro-electroerosión por hilo. Es la tecnología más parecida a la convencional. Se usan hilos con diámetro < 0,05 μm fabricados en tungsteno, molibdeno o acero recubierto de latón. El diámetro del hilo está limitado por su guiado (no hay tan pequeñas en el mercado con garantía suficiente de redondez). Permite el mecanizado de piezas con relación de aspecto de 10:1. Se usan también generadores de relajación tipo RC (picos de poca energía y alta frecuencia). Como dieléctrico se usa aceite (más resistividad que el agua permite gaps inferiores). Se puede mecanizar cualquier material conductor de la electricidad. Ejemplos de aplicación: mecanizado de micro-engranajes, moldes, etc. - Micro-mecanizado electroquímico. Similar al proceso de mecanizado electroquímico se utiliza en el mecanizado de microagujeros. Cuanto más pequeño sea el gap mayores serán las aplicaciones del mecanizado electroquímico al micro-mecanizado. Aquí es más crítico el control del gap. Al ser más pequeño el gap, es más difícil evacuar las partículas erosionadas que pueden contaminar la disolución y llegar a depositarse sobre el electrodo. Para evitarlo se suelen usar corrientes DC de tipo pulsado. La tensión de la fuente de corriente va de 4 a 10 V y corrientes por encima de los 5 A. Es habitual usar como electrólito el NO3Na con ph=7 para favorecer la disolución de material. Se pueden añadir aditivos químicos que favorezcan la disolución de las partículas arrancadas. De esta forma se favorece la disminución del gap. Los electrodos deben ser buenos conductores eléctricos y térmicos, resistentes a la corrosión y suficientemente rígido para no deformarse bajo la presión del dieléctrico (platino, tungsteno, titanio, molibdeno, aleaciones de Cu). Su diámetro suele estar entre 150 y 200 μm.

- Láser aplicado a micro-mecanizado. Muchas ventajas por su capacidad para cortar una gran variedad de materiales. Se puede utilizar para el mecanizado de micro-estructuras en 2D y 3D y la realización de micro-taladros. Se usa habitualmente un láser de Nd-YAG o de tipo excimer, en ambos casos con pulsos de muy corta duración (10 a 50 ns) y spots del orden de los μm. Las potencias que se consiguen son del orden de los 1010 a 1012 W/cm2. La mayoría de los láser excimer usados utilizan la técnica de proyección de máscara. De esta forma la resolución de las zonas mecanizadas viene determinada por la máscara y los parámetros de proyección del sistema y la profundidad de mecanizado por el número de pulsos del láser. -

Procesos empleados en la fabricación de circuitos integrados

El procedimiento incluye fases muy similares a las del mecanizado fotoquímico. Destacar: - Litografía: se trata eliminar material de recubrimiento de una pieza en las zonas no protegido por una máscara colocada sobre el mismo. La eliminación de material puede ser mediante luz ultravioleta (fotolitografía), rayos X (litografía por rayos X) o de un haz de electrones (litografía por haz de electrones).  - Micromecanizado químico (etching): se trata de eliminar por medios químicos el material de recubrimiento de la pieza anterior en las zonas que han quedado al descubierto después del proceso de litografía.

MECANIZADO DE ALTA VELOCIDAD

Se trata de procesos de mecanizado realizados bajo unas condiciones óptimas de mecanizado que coinciden con una elevada velocidad de corte (cuyo valor depende del material) por encima de las velocidades convencionales y que obligan a utilizar máquinas especiales denominadas de alta velocidad. Si no se requieren estas máquinas especiales estaríamos hablando simplemente de optimización de una operación de mecanizado.  

Carácterísticas

Se reducen los esfuerzos de corte. - Mejora el acabado superficial de la pieza mecanizada. - A alta velocidad la mayoría del calor generado es evacuado a través de la viruta. Por tanto la pieza y la herramienta sufren menor deformación. - Se producen elevados rendimientos de corte (volumen de material arrancado en la unidad de tiempo). - Mecanizado de piezas con paredes delgadas. 

Carácterísticas del proceso de arranque de material

El proceso de arranque es similar al de un proceso de mecanizado convencional.- Máquina: elevadas velocidades de rotación del husillo (hasta 6000 rpm en torno y 30.000 rpm en fresadora), elevadas velocidades de avance (hasta 6 m/min en torno y 40 m/min en fresadora), movimientos en rápidos muy altos (hasta 30 m/min en torno y de 30 a 100 m/min en fresadora), aceleraciones muy alta (1,5 a 2 g en fresadora) y elevadas capacidades de arranque de material (360 cm3/min en fresado de acero de alta resistencia). Además desde el punto de vista constructivo: arquitecturas robustas como la de pórtico para fresadoras y aplicación de cinemáticas no convencionales como la paralela (sobre todo en acabado), utilización de electrohusillos y motores lineales para el avance. En cuanto al guiado se utilizan guías de rodadura.  - Control Numérico: elevados tiempos de procesamiento, funciones de anticipación, control de aceleración, estrategias de mecanizado (minimizar inercias debidas a las grandes aceleraciones, minimizar los cambios de sección de la viruta, entradas tangenciales, sistema CAM específico), etc. -