Studio dell'abrasivo flessibile nel processo di satinatura dei materiali metallici.

La satinatura e la finitura delle superfici con nastro abrasivo flessibile sono un complesso processo di abrasione perché non sono ancora ben compresi i meccanismi fisici alla base. Così, nell’industria, la lavorazione di satinatura e finitura con nastro abrasivo è un’operazione ancora lasciata a regole empiriche e così, per ogni nuova esigenza produttiva, si rendono necessari molti test preliminari al fine di raggiungere la configurazione ottimale di funzionamento del processo. Il tempo di setup della satinatura risulta quindi allungato dal fatto che le variabili di processo sono numerose e gli effetti delle loro combinazioni sono molto difficili da valutare. Ed è relativamente a questa particolare tecnologia di finitura superficiale, che impiega come utensile il nastro abrasivo flessibile, che in questo studio è stato fatto un tentativo per identificare le influenze simultanee dei parametri di processo sull’ottenimento della lavorazione desiderata. I parametri considerati sono: la rigidità della ruota di contatto, la velocità di avanzamento del processo, la velocità di rotazione del nastro abrasivo, le caratteristiche del materiale lavorato, lo stato di usura delle particelle abrasive di cui il nastro abrasivo è composto. Nella prima parte di questa ricerca sono stati eseguiti molti test con lo scopo di scoprire la correlazione tra la capacità di asportazione del nastro abrasivo e la potenza necessaria per l’asportazione in base alle altre variabili indipendenti dal processo di satinatura. Dopo un accurato studio dei dati, un completo modello di regressione è stato estrapolato al fine di stimare la capacità di asportazione del nastro abrasivo ed il consumo di energia, in base alla combinazione delle variabili precedentemente menzionate. Sebbene i nastri abrasivi flessibili siano superiori alle mole nella capacità di asportazione, questa capacità è spesso annullata da notevoli cambiamenti delle loro caratteristiche di asportazione con il tempo di lavorazione. Dal momento che questi cambiamenti nella capacità di asportazione sono indubbiamente causati dall'usura del nastro abrasivo, è comprensibile che numerosi articoli riguardanti l'usura del nastro abrasivo siano stati pubblicati, tuttavia, nessuna relazione quantitativa è ancora stato pubblicata perché il processo di usura risulta molto complesso da rappresentare in un modello matematico di semplice applicazione. Nella seconda parte di questo studio, l’aspetto dell’usura dei nastri abrasivi flessibili è stata studiata attraverso osservazioni al microscopio. Le altezze della maggior parte degli abrasivi, costituenti il nastro abrasivo flessibile, diminuiscono gradualmente a causa dei fenomeni di attrito che si verificano durante la lavorazione. Pertanto, fatta eccezione per un breve periodo iniziale quando il nastro abrasivo è nuovo, il processo di satinatura è eseguito principalmente da granuli abrasivi la cui estremità è piatta e consumata. Molte prove sperimentali sono state condotte per analizzare il comportamento ad usura del nastro abrasivo. Sulla base dei dati sperimentali raccolti e sulle analisi del fenomeno di usura è stato ottenuto un modello di regressione che stima l’usura dell’utensile al variare delle condizioni di processo. In questo modello di regressione la forma del tagliente dei granuli abrasivi e la loro distribuzione hanno un effetto importante sulle prestazioni del nastro abrasivo. Questo modello di regressione è sostenuto da numerosi esperimenti che dimostrano che la qualità delle superfici ottenute dipende lo stato di usura del nastro abrasivo. Questo studio permette di stimare tassi e meccanismi di usura evidenziando i possibili miglioramenti che permetterebbero di aumentare l'efficienza dei processi tecnologici che interessano i nastri abrasivi flessibili.