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50 – Processi di finitura di massa - Coggle Diagram
50 – Processi di finitura di massa
Operazioni di finitura di massa
Finitura di massa
• Insieme di processi industriali di natura abrasiva per migliorare la finitura superficiale di:
• pezzi in grande numero
• pezzi di ridotte dimensioni
• Per i quali sarebbe impossibile e anti-economico effettuare finiture superficiali come rettifica
• Definiti: Processi di finitura abrasiva ad alta energia
• Finitura simultanea di grandi quantità di parti
• Obiettivi:
• sbavare
• pulire
• disossidare e decalcificare
• rimuovere asperità
• lucidare
• indurire superficialmente
• preparare le parti
• Azioni cicliche di movimentazione (caduta, vibrazione) per creare un contatto di
macinazione tra superfici:
• usando le stese superfici dei pezzi
• utilizzando un mezzo di finitura
lavorazioni finiture di massa
spindle finishing
vibratory finisging
centrifugal barrel finishing
centrifugal disk finishing
Barrel finishing
• Sistemi di finitura di massa
• La finitura di massa può essere eseguita a secco o con fluido (dry o wet)
• Tempi di ciclo brevi (funz. materiale) es:
• 10 min per i pezzi non ferrosi
• fino a 2 ore per l'acciaio indurito
• Possono essere configurati come:
• sistemi continui, pezzi entrano da un'estremità ed escono dall'altra estremità
nello stato finito
• sistemi batch, lotti di pezzi vengono aggiunti, lavorati e rimossi
• sistemi sequenziati, esecuzione di diversi processi di finitura di massa in
sequenza (progressivamente più fine)
o Esempi
• componenti di motori per automobili, motocicli e aeroplani
• componenti per orologi da polso e da tavolo
• strumenti medici come bisturi, forbici e divaricatori
• elementi decorativi per porte
• componenti elettronici
• minuteria
• posate
• attrezzature sportive
• rubinetteria
• componenti per macchine fotografiche e videocamere
• parti generiche per automobili, motocicli e biciclette
• accessori per abbigliamento come fibbie e bottoni
• elementi di plastica da pressofusione
• elementi:
o decorativi
o forgiati
o idraulica
o orafi
• argenteria
• rubinetteria
Burattatura
o Burattatura (Barrel finishing)
• Meccanismo:
• si effettua mediante barili esagonali od ottagonali che ruotano attorno ad
un asse orizzontale o inclinato
• all’interno del barile c’è una carica con all’interno i pezzi
• la rotazione del barile trascina la carica
• lavorazione avviene per sfregamento
• Assenza di urti: lavorazione più delicata e ottima rugosità
• Usato principalmente per:
• pezzi piccoli e numerosi
• rimuovere bave da stampaggio o forgiatura
• La carica è costituita:
• parti da lavorare
• media
• Forme e dimensioni di vario genere
• Materiali:
• Porcellana
• Vetro
• Acciaio
• Legno
• Plastica
• acqua
• compound (additivo chimico antiossidante)
• Processo di finitura di massa in quanto volto a rimuovere sottili strati di materiale
• Meccanica della burattatura
• Nasce dall’esperienza e dell’osservazione della natura
• es. ciottoli ben levigati grazie all’incessante movimento dell’acqua e della sabbia
• Parti + media + acqua + compound = “fluido granulare” (massa costituita da elementi solidi discreti posti in contatto)
• Se barile riempito a metà ruotando a basse velocità:
• sale per poi scivolare verso il basso secondo piano inclinato risp.
all’orizzontale (angolo di movimento θm)
• In θm (forze attrito + forze inerzia) < componente forza peso in direzione del
moto
• materiale rimane compatto e solidale alla parete interna del barile
• Funzionamento:
• barile messo in rotazione trascina dentro di se la carica
• fino a quando la forza di gravità non vince la forza di coesione nel fluido
granulare → scivolamento dello strato superiore
• segue la caduta della miscela dalla parte più alta nella parte più bassa
formando uno strato in movimento
• grazie all’azione abrasiva di tale strato si realizza la finitura dei pezzi
• Pregi
• forma qualsiasi del pezzo (rilievi, incavi, incassi, bordi curvi, superfici convesse, fori, smussi, gabbie, filettature, asole, scalini, spallamenti, interstizi,denti, etc.)
• lavorabilità di qualsiasi materiale
• lavorazione meno costosa in termini di investimento iniziale, esercizio,manutenzione
• la finitura superficiale raggiunta è tra le migliori tra quelle ottenibili con le lavorazioni di mass finishing
• Difetti:
• la lavorazione è più lenta
• non è ispezionabile in-process
• non ha possibilità di automazione
• Se si ferma bruscamente il barile:
• carica si dispone con superficie libera inclinata dell’angolo θr
• Differenza tra θm e θr è δ angolo di rilassamento
• Le lavorazioni avvengono in modo efficace se moto all’interno del barile rotante è
di tipo:
• cascading:
• lo strato attivo si dispone secondo una superficie curva (ad S)
anziché secondo un piano
• rolling:
• efficace caratterizzato da disposizione secondo un piano stabile con movimentazione continua dello strato strisciante superiore (strato attivo responsabile azione abrasiva)
Altre operazioni di mass finishing
o Vibratory Finishing
• Il moto alla carica fornito tramite vibrazioni sismiche verticali (e talvolta anche
orizzontali)
• Vantaggio:
• riduzione considerevole dei tempi di lavorazione a spese della qualità della finitura (no distorsioni, anche per fragili)
• Azione vibratoria: media si sfregano contro i pezzi che producono il risultato desiderato
• Può essere un processo wet o dry
o Centrifugal disk Finishing
• Unità centrifughe:
• velocità effettive fino a 30 volte superiori (sistemi di finitura convenzionali)
• Lavorazioni:
• lavorazione intensiva di parti di piccole e medie dimensioni (forgiati,
stampati e gioielleria)
• rimozione di bave robuste
• Funzionamento:
• Contenitore con pareti laterali fisse e un disco rotante nella parte inferiore.
• Flusso toroidale causato dalla rotazione del "disco"
• Esegue un lavoro aggressivo in un breve periodo di tempo
o Centrifugal barrel Finishing
• Meccanismo
• Forza centrifuga fa sì che i pezzi e i media urtino l'uno contro l'altro
• Possibile
• Ogni barile 60-80% di carica
• Utilizzare vari tipi di media in ceramica e in plastica
• Wet o dry
• Principio della ruota panoramica:
• 2 o 4 barili sono montati alla periferia di una ruota centrale → un giro
completo si traduce in una rotazione completa di ogni canna
• Rispetto al vibratorio convenzionale:
• E’ drasticamente più veloce ed efficace
• Parti hanno meno probabilità di impattare l'una con l'altra
• Ideale anche per le parti con fori e incavi
• Ideale per lucidare componenti chirurgici di alto valore, pale della turbina e parti stampate in 3D
o Spindle Finishing
• Funzionamento:
• costituite da una vasca rotante circolare che contiene il media
• uno o più mandrini rotanti su cui i pezzi sono tenuti e immersi
• pezzi ruotano in una direzione e il media si muove rapidamente nella direzione opposta
• Buon controllo, finiture lisce e un alto grado di affidabilità e uniformità
• Limitazione:
• pezzi devono essere montati singolarmente sui mandrini → limitazioni in
termini di forma, dimensioni, tempo