Microlavorazioni, un orizzonte da esplorare

Negli ultimi anni è andata evidenziandosi una crescente richiesta di elementi geometrici miniaturizzati. Trovano impiego in numerosissime applicazioni di notevole interesse scientifico e tecnico, come per esempio la realizzazione di dispositivi biomedici, superfici ingegnerizzate, sistemi micro elettromeccanici (MEMS), bio-MEMS, celle a combustibile, micro-sistemi ottici, eccetera. Questo interesse alla miniaturizzazione ha dato particolare rilevanza a tutti i processi di microlavorazione che, ovviamente, si stanno sviluppando in modo da permettere la lavorazione di una sempre più ampia varietà di geometrie e materiali riducendone contestualmente i costi. Anche sulla nostra lamiera si possono effettuare operazioni idonee a ottenere oggetti particolarmente piccoli. Vengono utilizzate sia tecnologie convenzionali, come la fresatura, la tranciatura e la punzonatura, sia tecnologie più recenti come l’elettroerosione (EDM), le tecnologie elettrochimiche (ECM), il Laser. Non bisogna sottovalutare che si è in presenza di un marcato “effetto scala” quindi, molto spesso, i parametri di processo ottimizzati in scala macrometrica non sono applicabili in scala micrometrica. Si osserva pertanto un notevole interesse alla ricerca anche su tematiche inerenti tecnologie ormai consolidate a livello macro. L’attenzione viene posta alla realizzazione di lavorazioni elementari (fori, tasche, pareti, pin ecc) di dimensioni ridotte o con elevato rapporto di forma (profondità rispetto al diametro) cercandone i confini tecnologici. Per esempio, con queste lavorazioni, si possono ottenere oggi fori dal diametro ben inferiore ai 50 micron (ricordiamoci che il diametro di un capello è di 60-70 micron!), rapporti di forma superiori al centinaio, pareti dallo spessore di una decina di micron, pin dal diametro di una ventina di micron. Ma si sta andando ancora più in piccolo! Oltre a incrementare le performance delle tecnologie esistenti, in campo internazionale sono in atto ricerche per valutare l’applicazione di nuove metodologie di lavorazione. Si sta investigando sull’applicazione della punzonatura su lamiere in rame per realizzare profili micrometrici. Altro filone di ricerca è rappresentato dall’applicazione dello stampaggio assistito da vibrazioni, allo scopo di migliorare la finitura superficiale abbassandone la rugosità. Non mancano sicuramente applicazioni della simulazione mediante FEM come per esempio per lo studio della realizzazioni di fori, su lamiera, a elevato rapporto di forma utilizzando stampi progressivi. Un forte impegno è dedicato alle lavorazioni di materiali “difficili” come il titanio, le ceramiche, l’acciaio inossidabile ecc. Interessantissime sono poi le applicazioni di “scrittura/incisione” sulla superficie della lamiera di forme elementari (come linee o circonferenze) dalle dimensioni sub-micrometriche e disposte in una matrice ordinata. Si può in questo modo ottenere una «rugosità» superficiale estremamente controllata e garantire al componente le adeguate proprietà tribologiche, ottiche, di bagnabilità, aerodinamiche e idrauliche. Stupefacenti sono le prestazioni ottenute con speciali tecniche (come la Scanning Particle Lens Array) con la quale si è riusciti a ottenere in un secondo oltre 100 milioni di figure tutte uguali (dalle dimensioni submicrometriche) disposte ordinatamente su una superficie di 5×5 mm! E altre ancora sarebbero le attività da segnalare, molte di queste sono esaustivamente esposte in questo numero della rivista. La lamiera rappresenta solo uno dei temi propri delle microlavorazioni ma è sicuramente uno dei più interessanti. Come ho già detto sono convinto che si debba iniziare a considerare seriamente l’opportunità di attrezzarci per effettuare micro lavorazioni sulla lamiera. È un mondo nuovo, con problematiche molto diverse da quelle su cui siamo abituati a confrontarci, ma sono sicuro che ne valga la pena. Davanti a noi c’è un nuovo orizzonte. Ma voi cari lettori cosa ne pensate? Infine non può mancare un augurio per il nuovo anno, lo prendo in prestito dalla prima parte di un “Dialogo” del Leopardi (che poi prosegue con considerazioni introspettive tipiche dell’autore … ma noi fermiamoci …):
Dialogo di un venditore di almanacchi e di un passeggere
Venditore: Almanacchi, almanacchi nuovi; lunari nuovi. Bisognano, signore, almanacchi?
Passeggere: Almanacchi per l’anno nuovo?
Vend. Sì signore.
Pass. Credete che sarà felice quest’anno nuovo?
Vend. O illustrissimo, sì, certo.
Pass. Come quest’anno passato?
Vend. Più più assai.
Pass. Come quello di là?
Vend. Più più, illustrissimo.

Speriamo che il venditore abbia ragione! Questo è il mio augurio a tutti voi.

 

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