Risolvere le sfide dei piccoli

Di James Thorpe, Responsabile Prodotto Globale, Sandvik Coromant

La filosofia di Steve Jobs, "Dobbiamo rendere indimenticabili le piccole cose", diventa ogni anno più vera man mano che i grandi produttori di elettronica come Intel, Samsung e TSMC inseriscono sempre più funzionalità in dispositivi più piccoli e schede a circuiti stampati (PCB).

Ma questo progresso presenta sfide in applicazioni come la microforatura, poiché i produttori devono trovare un equilibrio tra qualità e produttività durante la lavorazione di componenti di piccole dimensioni.

Secondo Fortune Business Insights, si prevede che il mercato globale dei servizi di produzione elettronica (EMS) aumenterà da 504,22 miliardi di dollari nel 2022 a 797,94 miliardi di dollari entro il 2029. Allo stesso tempo, le parti elettroniche stanno diventando sempre più piccole. La necessità di ridurre le dimensioni dei circuiti digitali è chiara, poiché possono eseguire più elaborazioni in meno tempo e racchiudere più spazio di archiviazione nello stesso volume. I consumatori richiedono anche schermi con una risoluzione più elevata, ottenuta con pixel più piccoli e numerosi.

La crescente necessità di componenti elettronici più piccoli rappresenta una vera sfida per i produttori, anche in processi come la microforatura, che prevede la produzione di fori di diametro inferiore a 3 mm (0,118 pollici). Le tecniche di microforatura vengono utilizzate per produrre componenti che vanno dai componenti aerospaziali, valvole idrauliche, casse di orologi e dispositivi medici a strumenti chirurgici, elettronica, attuatori, sensori, sistemi di navigazione e altro ancora.

Ma quali sono le sfide? In particolare, ai produttori viene sempre più richiesto di lavorare componenti piccoli e complessi da materiali difficili da lavorare come Inconel, acciaio inossidabile, ceramica e titanio. Può essere difficile lavorare questi materiali in modo economicamente vantaggioso mantenendo la massima qualità: infatti, le finiture superficiali impeccabili sono importanti tanto per i componenti aerospaziali quanto per i connettori in fibra ottica.

Per competere nei mercati EMS in crescita, i produttori devono mantenere i più alti livelli di controllo qualità, riducendo al tempo stesso eventuali problemi nel processo di produzione che possono causare scarti eccessivi o tempi di fermo. Come possono i produttori affrontare queste sfide rimanendo competitivi? La risposta sta nelle soluzioni di perforazione ad alte prestazioni.

Strumenti più duraturi I produttori hanno scoperto che le micropunte possono presentare una durata utensile inadeguata durante la lavorazione di pezzi resistenti, come quelli realizzati con materiali ISO M. In questi casi, il design, la geometria e il tipo di rivestimento della punta hanno influito in modo significativo sulle prestazioni e sulla durata.

In risposta, Sandvik Coromant ha introdotto due nuove micropunte: CoroDrill® 462 con geometria -XM e CoroDrill® 862 con geometria -GM. Gli utensili sono ideali per la foratura di precisione nei settori che si occupano di piccole parti, ad esempio nel settore medico, aerospaziale, automobilistico, dell'ingegneria generale, dell'elettronica e dell'orologeria. Questa gamma di micropunte è disponibile per supportare la lavorazione di tutti i materiali ISO: P, M, K, S, O e H. Le nuove geometrie offrono un'ampia gamma di diametri e lunghezze di taglio.

In altre parole, la qualità della micropunta fa la differenza per la qualità del prodotto finale lavorato. Ma fino a che punto? Per rispondere a questa domanda, Sandvik Coromant ha eseguito un test.

Risultati di qualitàGli specialisti di attrezzamento Sandvik Coromant hanno confrontato le prestazioni di un utensile di un importante concorrente di micropunte con quelle di CoroDrill 862 con geometria -GM.

Ciascun utensile è stato utilizzato su una macchina DMG Mori Seiki Milltap 700, allo scopo di praticare fori ciechi in un pezzo in acciaio inossidabile ISO M 316L. In ogni caso è stata utilizzata la stessa impostazione dell'utensile, un diametro di taglio di 2,5 mm (Dc) con una velocità (vc) di 40 m/min e una velocità di avanzamento di 0,04 (fn) mm/z.

I risultati sono stati chiari: l'utensile del concorrente ha prodotto 630 fori prima di raggiungere la durata utile dell'utensile. Nel frattempo, la CoroDrill 862 ha prodotto 1.260 fori, ovvero un aumento di oltre il 100% della durata dell'utensile rispetto alla punta della concorrenza.

Gli ingegneri di Sandvik Coromant consigliano ai clienti che desiderano eseguire fori di dimensioni micro in materiali notoriamente difficili da lavorare, come titanio, alluminio, vetro e ceramica, di prendere in considerazione il rivestimento in diamante policristallino (PCD) per una maggiore durata dell'utensile in queste applicazioni impegnative. Sulla base di test positivi condotti su punte in PCD su microparti in platino, Sandvik Coromant ha scoperto che il PCD è fino a 100 volte più resistente all'usura rispetto al metallo duro integrale, è anche più preciso e può produrre tolleranze più strette rispetto agli utensili in metallo duro integrale.