I diamanti sono i migliori amici degli utensili

La lavorazione di utensili estremamente duri pone una sfida esattamente perché gli utensili sono così duri e difficili da deformare. In particolare, è proibitivo produrre geometrie complesse tridimensionali a forma libera e strutture. Il progetto DIPLAT, finanziato dall'UE, affronta questa esigenza pressante sviluppando una piattaforma di ablazione a laser pulsato (PLA) tridimensionale.

Consentirà la produzione di superfici funzionali microstrutturate su diamante e su altri materiali estremamente duri. Il progresso tecnologico porrà le piccole e medie imprese (PMI) europee coinvolte nella produzione di utensili avanzati in una posizione leader nel mondo.

PLA di solidi è una tecnica emergente che acquista interesse crescente. Confrontati con gli utensili convenzionali, consente una scelta personalizzata della lunghezza d'onda e dell'ampiezza dell'impulso in funzione del materiale e confinata localmente alla modifica strutturale.

DIPLAT sviluppa la tecnologia PLA necessaria, insieme ad un nuovo sistema di controllo pluri-assiale e a un modulo di supporto del software utilizzando un file di progettazione CAD. Il primo periodo di riferimento si è concentrato sui requisiti di sviluppo del processo e della tecnologia per portare alla fabbricazione di utensili industriali prototipo e ad attività di benchmarking.

Il lavoro è iniziato consultando utenti finali per determinare le geometrie e le attività produttive che attualmente non possono essere affrontate in modo sufficiente con gli utensili convenzionali. Le nuove strategie di PLA sono state sviluppate per la lavorazione tridimensionale pluri-assiale del nitruro borico con reticolo cubico e a diamante, il secondo materiale più duro dopo il diamante sintetico e una scelta crescente per applicazioni di utensili. Il lavoro di sviluppo è stato supportato da un modello di ablazione per la PLA a picosecondi e nanosecondi di materiali diamantati.

Gli scienziati hanno sviluppato un protocollo per sincronizzare la cinematica della macchina con la testa di scansione pluri-assiale che segna rapidamente la geometria necessaria del pezzo. Estende l'hardware di un sistema di microlavorazione laser già esistente.

Ne risulta un lavoro di sviluppo intenso, i primi prototipi di utensile sono stati prodotti e sono anche stati condotti i primi test di lavorazione. Sei pubblicazioni descrivono il lavoro che ha condotto a due applicazioni brevettate per la progettazione del nuovo utensile e per le tecnologie di processo.

DIPLAT è sulla buona strada per fornire una svolta nella tecnologi di lavorazione e di costruzione utensili che porrà PMI europee altamente specializzate al vertice di un importante mercato globale.