Le micro-usinage transforme les images de la reine en minuscules portraits

Les ingénieurs de l'AMRC, Joe Thickett et Emma Parkin, montrent leurs portraits micro-usinés de la reine. (Crédits photo :Starrag.)

Lorsque deux ingénieurs de l'Université de Sheffield (Angleterre) ont voulu montrer les capacités de micro-usinage du centre d'usinage de fraisage-tournage Starrag Bumotec, ils ont choisi un projet unique qui impressionnerait non seulement les opérateurs de machines-outils de précision, mais aussi tous ceux qui apprécient l'art.

Les ingénieurs Emma Parkin et Joe Thickett du Centre de recherche sur la fabrication avancée (AMRC) de l'université ont utilisé le centre d'usinage Bumotec pour reproduire une série de minuscules portraits de la reine Elizabeth II, jusqu'à seulement 1,4 mm de large, sur du laiton. Les détails complexes de la tête de la reine ne peuvent être vus qu'à travers un microscope puissant.

"Nous avons choisi le portrait de la reine parce que nous voulions faire quelque chose de similaire à une pièce de monnaie, car il est relatable", explique Parkin. "Les gens connaissent généralement la taille d'une pièce de monnaie, donc pouvoir la réduire en taille tout en gardant le visage de la reine dessus signifie qu'il y a un facteur" wow "."

L'œuvre d'art miniature a été créée pour démontrer la connaissance de l'industrie du micro-usinage par AMRC Machining Group afin d'aider les entreprises britanniques à gagner des affaires. « Nous voulions montrer à nos partenaires et à l'industrie ce qui est réalisable; que nous pouvons travailler avec une précision de 0,001 mm sur des pièces aussi petites que 1,5 mm et conserver les détails."

Quatre têtes de reine très détaillées - ayant des diamètres de 11,2 mm, 7 mm, 2,8 mm et 1,4 mm - ont été produites par le Bumotec s191 sur une seule pièce circulaire en laiton de 25 mm de diamètre.

Le tournage-fraisage Bumotec s191H est l'une des huit machines Starrag de l'AMRC. Il a été utilisé par les ingénieurs pour produire quatre têtes de reine de diamètres 11,2 mm, 7 mm, 2,8 mm et 1,4 mm sur une seule pièce circulaire en laiton de 25 mm de diamètre.

Ils ont utilisé des micro-fraises en bout Sandvik pour obtenir la forme de base de la conception avant de passer à de minuscules fraises à bout hémisphérique. Le plus petit n'avait que 0,2 mm de diamètre pour les contours détaillés.

Le centre d'usinage Bumotec avec une capacité de passage de barres de 65 mm, un système d'alimentation en barres et un liquide de refroidissement haute pression (3 HP) peut réaliser des solutions d'usinage très précises (jusqu'à +/- 2,5 microns) dans ses axes X, Y et Z, allant de 410 mm, 200 mm et 400 mm, respectivement, grâce à des entraînements linéaires et à une stabilité thermique de haut niveau.

Pour obtenir une image du visage de la reine, les ingénieurs de l'AMRC ont scanné une vraie pièce à l'aide d'un microscope 3D normalement réservé à la détection de la rugosité de la surface. Il a fallu une série d'images qui ont été superposées pour créer une image 3D.

La broche principale de la machine est complétée par une contre-broche qui peut tourner dans les plans horizontaux et verticaux, pour les processus multitâches. Les options de magasin d'outils s'étendent jusqu'à 90 emplacements sur une machine qui a des vitesses de déplacement rapide de 50 m/min et une vitesse de broche de 30 000 (ou 40 000) tr/min qui contribue également à ses temps de cycle rapides.

En complément des capacités de la machine, Parkin s'est appuyé sur l'expertise de l'AMRC pour créer les portraits micro-usinés.

« Pour obtenir une image du visage de la reine, nous avons scanné une vraie pièce de monnaie à l'aide d'un microscope 3D normalement réservé à la détection de la rugosité de surface. Il a fallu une série d'images qui ont été superposées pour créer une image 3D. Ensuite, cette image a été transformée en un format de fichier STL, qui a ensuite été téléchargé dans Siemens NX 12 CAD pour la génération du programme d'usinage. »

Elle ajoute :"Nous avons commencé à couper à des profondeurs de 4 mm pour éliminer le matériau en vrac, puis nous avons réduit la taille, et lorsque nous sommes arrivés aux opérations de finition, nous faisions des 'étapes' au micron."

Parkin espère que le projet de répliques de pièces conduira à d'autres projets commerciaux et de R&D en micro-usinage pour l'AMRC, qui fait partie de la High Value Manufacturing Catapult. Catapult donne accès à des installations de R&D et à une expertise qui seraient autrement hors de portée de nombreuses entreprises au Royaume-Uni.

Starrag États-Unis | 859-534-5201 | starrag.com/en-us