Микрообработка превращает изображения королевы в крошечные портреты

Инженеры AMRC Джо Тикетт и Эмма Паркин демонстрируют свои микромашинные портреты королевы. (Фото предоставлено Starrag.)

Когда два инженера из Шеффилдского университета (Англия) захотели продемонстрировать возможности микрообработки токарно-фрезерного обрабатывающего центра Starrag Bumotec, они выбрали уникальный проект, который впечатлит не только операторов прецизионных станков, но и всех, кто ценит искусство.

Инженеры Эмма Паркин и Джо Тикетт из университетского Центра перспективных производственных исследований (AMRC) воспользовались обрабатывающим центром Bumotec для воспроизведения серии крошечных портретов королевы Елизаветы II шириной всего 1,4 мм на латуни. Сложные детали головы королевы можно увидеть только в мощный микроскоп.

«Мы выбрали портрет королевы, потому что хотели сделать что-то похожее на монету, потому что она понятна», — говорит Паркин. «Обычно люди знают размер монеты, поэтому возможность уменьшить ее размер, сохранив при этом лицо королевы, означает, что это «вау»-фактор».

Миниатюрное произведение искусства было создано, чтобы продемонстрировать отраслевые знания AMRC Machining Group в области микрообработки, чтобы помочь британским фирмам выиграть бизнес. «Мы хотели показать нашим партнерам и отрасли, что достижимо; что мы можем работать с точностью до 0,001 мм на заготовках размером всего 1,5 мм и сохранять детали».

Четыре детализированные головки королевы диаметром 11,2 мм, 7 мм, 2,8 мм и 1,4 мм были изготовлены на станке Bumotec s191 из цельного круглого куска латуни диаметром 25 мм.

Токарно-фрезерный станок Bumotec s191H — один из восьми станков Starrag на AMRC. Инженеры использовали его для изготовления четырех маточных голов диаметром 11,2 мм, 7 мм, 2,8 мм и 1,4 мм из цельного круглого куска латуни диаметром 25 мм.

Они использовали микроконцевые фрезы Sandvik для придания базовой формы конструкции, а затем перешли на крошечные сферические фрезы. Самый маленький из них имел диаметр всего 0,2 мм для детального контурирования.

Обрабатывающий центр Bumotec с диаметром прутка 65 мм, системой подачи прутка и подачей СОЖ под высоким давлением (3 л. мм, 200 мм и 400 мм соответственно благодаря линейным приводам и высокой термостойкости.

Чтобы получить изображение лица королевы, инженеры AMRC отсканировали настоящую монету с помощью 3D-микроскопа, который обычно предназначен для обнаружения шероховатости поверхности. Для создания 3D-изображения потребовалась серия изображений, которые были наложены друг на друга.

Главный шпиндель станка дополняется вспомогательным шпинделем, который может вращаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, для многозадачных процессов. Варианты магазина инструментов расширяются до 90 мест на станке со скоростью ускоренного подвода 50 м/мин и скоростью вращения шпинделя 30 000 (или 40 000) об/мин, что также способствует сокращению времени цикла.

В дополнение к возможностям машины Паркин использовал опыт AMRC для создания микромашинных портретов.

«Чтобы получить изображение лица королевы, мы отсканировали настоящую монету с помощью 3D-микроскопа, который обычно предназначен для обнаружения шероховатости поверхности. Для создания 3D-изображения потребовалась серия изображений, которые были наложены друг на друга. Затем это изображение было преобразовано в формат файла STL, который затем был загружен в Siemens NX 12 CAD для создания программы обработки».

Она добавляет:"Мы начали резать на глубину 4 мм, чтобы удалить сыпучий материал, затем уменьшили размер, а когда дошли до чистовых операций, мы делали микронные "переходы"".

Паркин надеется, что проект реплики монеты приведет к дальнейшим исследованиям и разработкам в области микрообработки и коммерческим проектам для AMRC, который является частью High Value Manufacturing Catapult. Catapult предоставляет доступ к научно-исследовательским центрам и опыту, которые в противном случае были бы недоступны для многих компаний в Великобритании.

Старраг США | 859-534-5201 | starrag.com/en-us