La finitura è la fase finale della lavorazione CNC e può essere utilizzata per migliorare la qualità del prodotto. La finitura può eliminare i difetti estetici, migliorare l'effetto visivo del prodotto e aumentarne la resistenza meccanica o le prestazioni elettriche.
Di fronte a diverse metodologie di trattamento superficiale, come fanno i product manager e i designer a scegliere la soluzione ottimale? Non preoccupatevi, i seguenti trattamenti comuni presentano vantaggi specifici. Comprendendo le caratteristiche di ciascun metodo, potrete valorizzare il vostro prodotto.
Comunetrattamenti superficialiper componenti lavorati a CNC
stato di elaborazione
La superficie dei pezzi prodotti mediante lavorazione CNC è detta "superficie lavorata". La superficie è ruvida ma presenta tolleranze dimensionali ristrette, sufficienti per alcune applicazioni ingegneristiche. La rugosità media è di circa 3,2 μm e non richiede ulteriori lavorazioni, pertanto l'efficienza produttiva è elevata.
Per le applicazioni in cui la precisione dimensionale è più importante dell'aspetto estetico, questa superficie lavorata è sufficiente. Tuttavia, a causa della sua rugosità e della mancanza di un rivestimento protettivo, la superficie ha scarse capacità di protezione ed è soggetta a graffi e usura. Nel complesso, il rapporto qualità/prezzo è adeguato in alcuni casi, mentre potrebbero essere necessari ulteriori trattamenti superficiali laddove sia richiesta una protezione elevata.
L'anodizzazione è un processo elettrochimico in grado di generare una pellicola di ossido più spessa e densa sulla superficie dei pezzi lavorati con macchine a controllo numerico (CNC), migliorandone così le prestazioni protettive.
Questo processo può essere utilizzato solo su leghe di alluminio o titanio perché sono altamente conduttive. Durante il processo, la lega viene posta in una vasca contenente un elettrolita acido che funge da anodo, e viene utilizzata una corrente elettrica per combinare gli ioni di ossigeno presenti nell'acido con gli atomi della lega sulla superficie, formando così una pellicola di ossido.
Esistono due tipi principali di anodizzazione. Il processo generale è lo stesso, ma i pezzi devono essere immersi in soluzioni di acido solforico a diverse concentrazioni. Il tipo II è chiamato "anodizzazione decorativa" e produce un rivestimento trasparente o colorato con uno spessore di 4-25 μm; il tipo III è chiamato "anodizzazione a rivestimento duro" e ha uno spessore del rivestimento di 125 μm, risultando più resistente all'usura.
Nel complesso, le finiture anodizzate sono durevoli e dimensionalmente stabili, il che le rende ideali per cavità interne e piccole parti che richiedono elevate prestazioni. È una delle opzioni più esteticamente gradevoli tra le finiture lavorate a CNC, ma il costo è relativamente elevato.
Verniciatura a polvere
La verniciatura a polvere è simile alla verniciatura a spruzzo. Innanzitutto, sulla superficie del pezzo viene applicato un trattamento anticorrosivo di fosfatazione o cromatura, dopodiché i pezzi vengono verniciati a polvere secca con una pistola elettrostatica e polimerizzati in un forno a temperatura superiore a 200 °C. È possibile ottenere uno spessore di 72 μm con la sovrapposizione di più strati.
Questo trattamento è in grado di formare una pellicola protettiva sui pezzi lavorati a CNC, che risulta dura, resistente all'usura e di bell'aspetto. Può essere combinato con la sabbiatura per migliorare le prestazioni anticorrosione e l'uniformità superficiale dei pezzi.
A differenza dell'anodizzazione, la verniciatura a polvere è compatibile con tutti i metalli, possiede un'elevata tenacità e un'alta resistenza agli urti, il che la rende adatta a una varietà di applicazioni funzionali, in particolare in ambito militare.
Tuttavia, la verniciatura a polvere presenta uno scarso controllo dimensionale e non è adatta per piccoli pezzi o superfici interne. Inoltre, il costo più elevato potrebbe limitarne l'applicazione nella produzione su larga scala.
La sabbiatura con microsfere di vetro viene utilizzata per conferire una finitura superficiale opaca o satinata a un pezzo lavorato con macchine a controllo numerico (CNC). Durante questo processo, l'aria compressa proietta milioni di microsfere di vetro contro il pezzo, rimuovendo efficacemente i segni degli utensili e le imperfezioni per creare una texture granulosa uniforme. A differenza di altre finiture come l'anodizzazione e la verniciatura a polvere, la sabbiatura non altera chimicamente o meccanicamente il pezzo, ma ne modifica l'aspetto visivo. Contrariamente alla verniciatura a polvere, che aggiunge materiale, la sabbiatura è un processo riduttivo, in quanto rimuove una piccola quantità di materiale. Questo è un aspetto importante da considerare se il pezzo presenta tolleranze ristrette.
La sabbiatura con microsfere è una delle finiture superficiali più economiche, ma richiede un intervento manuale. Chi la prende in considerazione dovrebbe prevedere un operatore qualificato, poiché la qualità della finitura dipende in larga misura dall'abilità. Anche il tipo e le dimensioni delle microsfere utilizzate influiscono sul risultato. Pur essendo un processo manuale, la sabbiatura con microsfere rimane un'opzione versatile ed economica per la finitura opaca di pezzi lavorati a CNC entro le tolleranze previste.
Consigli sulla finitura di pezzi lavorati a CNC.
In sintesi, per i componenti che non richiedono un'immagine perfetta ma devono mantenere le dimensioni originali, i trattamenti superficiali post-processo come l'anodizzazione o la verniciatura a polvere possono rappresentare un'opzione efficace. L'anodizzazione migliora le capacità protettive dei componenti in alluminio o titanio. Quando un componente non può essere anodizzato ma richiede resistenza e resistenza agli urti, la verniciatura a polvere offre un'alternativa. In definitiva, se il rapporto costo-efficacia è più importante della tolleranza e il componente non richiede una superficie liscia, la sabbiatura potrebbe essere il metodo migliore.
Ingegneri, designer e product manager farebbero bene a consultare esperti di produzione per assicurarsi di fare la scelta giusta per il loro prossimo progetto. Gli esperti di Kachi conoscono a fondo tutti gli aspetti del processo produttivo, dalla progettazione e prototipazione alla produzione di massa. Il nostro team può aiutarvi a scegliere il trattamento superficiale più adatto per i vostri componenti lavorati a CNC e a garantire che possiate immettere sul mercato un prodotto finito robusto e di alta qualità. Se necessario, non esitate a contattarci.
Data di pubblicazione: 30 novembre 2023
