Superfici

Realizzare superfici ottimali su componenti metallici è l’obiettivo aziendale di REM.  La superficie di un componente può influire su un’ampia gamma di caratteristiche prestazionali, tra cui la fatica da contatto, le prestazioni del lubrificante, la fatica per flessione, il flusso di aria/fluido, l’adesione del rivestimento/della placcatura, la pulizia e molto altro.  Tuttavia, la superficie di un componente non è sempre un obiettivo primario durante la fase di progettazione, e la finitura superficiale può essere completamente trascurata o semplicemente data un richiamo Ra basato su pratiche tradizionali senza ulteriore considerazione per i requisiti del componente per l’utilizzo finale.

La superficie di un componente metallico può essere composta da più strati di materiale che possono aiutare o ostacolare le prestazioni finali del componente.  Questi strati possono avere diverse proprietà materiali.  Lo strato o gli strati più esterni determineranno la texture del componente (la combinazione della sua rugosità, dell’ondulazione, e qualsiasi direzionalità o strato alle caratteristiche della superficie).  Tutte e tre queste caratteristiche sono determinate dai meccanismi di formatura utilizzati per generare il componente.

In un componente lavorato (specialmente nei componenti rettificati di precisione, ma anche in quelli fresati, levigati e smerigliati), la rugosità e l’ondulazione saranno in gran parte combinate e considerate semplicemente come rugosità a causa dei bassi gradi previsti di ondulazione generati dalla macchina utensile; si noti che alcune operazioni di lavorazione possono generare livelli più significativi di ondulazione richiedendo quindi una considerazione più singolare quando si valuta la superficie.  Le superfici lavorate avranno quasi sempre una texture superficiale isotropica o periodica a causa della natura direzionale del processo di formatura.  L’utensile da taglio creerà una serie di “file” parallele o “picchi e valli” nella direzione del percorso dell’utensile, a volte definiti come “segni di lavorazione” o “linee di rettifica”.  Inoltre, gli strati più esterni di una superficie lavorata saranno probabilmente costituiti da un materiale/metallo deteriorato derivante dalla natura aggressiva del processo di taglio del metallo, in cui il metallo stesso sperimenterà temperature e forze elevate con conseguente deformazione plastica e impartizione di stress fisico e termico.  In definitiva, questo strato esterno potrebbe non essere ottimale per la sua applicazione finale.

Per un componente fabbricato mediante l’Additive Manufacturing (AM) realizzato mediante fusione a letto di polvere (PBF), la rugosità e l’ondulazione devono essere considerate separatamente a causa del livello molto più elevato di ondulazione, inerente al processo di realizzazione e l’impatto che questa ondulazione ha sui valori di rugosità del componente.  A differenza delle superfici lavorate, le superfici PBF sono di natura granulare, mostrando più “livelli” di rugosità che possono avere o meno una forte direzionalità a seconda dei parametri di fabbricazione.  Inoltre, i componenti AM mostrano comunemente vari livelli di vuoto o di porosità in prossimità della superficie come risultato del processo di fabbricazione.  Le operazioni di finitura superficiale possono esporre tale porosità, che a sua volta può avere un impatto sulla finitura superficiale che si può ottenere o sui requisiti di rimozione del materiale.

Proprio come lo strato esterno della superficie dei componenti lavorati, le caratteristiche della superficie e della quasi superficie delle superfici AM possono non essere adatte all’utilizzo senza ulteriori operazioni di trattamento (finitura superficiale).  Allo stesso modo, le superfici pallinate e colate spesso beneficiano della lucidatura della superficie per rimuovere le texture di superficie indesiderate.

Rugosità e Ra sono termini spesso considerati intercambiabili dalle comunità ingegneristiche e manifatturiere.  In realtà, la rugosità e più in generale la texture della superficie sono concetti molto più complessi, per cui un singolo richiamo Ra ha il potenziale di definire in modo inadeguato la qualità necessaria della superficie di un componente al fine di soddisfare le prestazioni operative richieste.  Nel considerare i requisiti di prestazione dei componenti, si dovrebbe prendere in considerazione una più ampia e dettagliata comprensione della qualità della superficie.

Le tecnologie di processo REM producono superfici isotropiche che non presentano la direzionalità delle superfici lavorate.

Per i componenti lavorati, le tecnologie REM sono comunemente utilizzate per produrre superfici superfinite isotropiche caratterizzate da valori di rugosità molto bassi e rapporti di carico eccezionalmente elevati grazie ai loro maggiori livelli di planarità rispetto alle superfici lavorate (molto superiori alle superfici “super rettificate” e levigate).  I processi REM per i componenti AM possono eliminare progressivamente le particelle sciolte/parzialmente sinterizzate o fuse, eliminare la rugosità granulare e ridurre o eliminare l’ondulazione della superficie a seconda dei requisiti del componente, arrivando infine a una superfinitura isotropica completa.  I processi REM possono produrre livelli di lucidatura simili a quelli di uno specchio mantenendo una micro texture meccanicamente vantaggiosa (evitando qualsiasi problema o preoccupazione legata a una superficie eccessivamente liscia), o possono produrre superfici generalmente prive di texture se è richiesta una tale finitura superficiale. Tuttavia, le superfici generate dal REM non devono essere ultra lisce, poiché i processi REM sono anche altamente efficienti, fornendo vantaggi in termini di tempo di ciclo o semplificazioni di manutenzione del processo rispetto a molti processi tradizionali abrasivi.  È possibile ottenere intervalli di rugosità specifici per applicazioni che presentano determinati livelli di rugosità ottimali.

Mentre REM è comunemente nota per la creazione di superfici lucide e brillanti, e certamente molti dei componenti lucidati con la tecnologia di superfinitura isotropica REM mostreranno un aspetto lucido e a specchio, i risultati più importanti delle tecnologie di lucidatura REM sono tipicamente i vantaggi di produzione e ingegneristici.  Le tecnologie di superfinitura isotropica di REM superano in pratica tutti gli altri processi di lucidatura in termini di combinazione di vantaggi e capacità che possiedono, tra cui: alterazione geometrica ridotta al minimo, uniformità della rimozione del materiale, capacità di rifinire le superfici incassate e senza visuale dei componenti, riduzione della rugosità della superficie e ottimizzazione della struttura della superficie, e una vasta gamma di proprietà della superficie e del materiale migliorate, tra cui usura, fatica, resistenza alla corrosione e molte altre.

Indipendentemente dal fatto che la tua applicazione richieda una bella finitura estetica, miglioramenti nelle prestazioni dei componenti, rimozione controllata del materiale o qualsiasi altro dei vantaggi offerti dalle tecnologie REM, quest’ultima ha la soluzione per ogni esigenza di finitura superficiale dei componenti metallici.  Contattaci oggi per avviare un progetto.