Investigations of surface regular patterning through micromilling

The diffraction gratings are regular structures made on the surface of a certain workpiece, through the use of different technological processes. These gratings are nothing but evenly spaced regular structures generated by technologies i.e. laser, chemical processes or microcutting of a tool. The micromilling process, therefore, is well inserted in this context: the aim of the research work is to study primarily the feasibility and then the quality of textured surfaces, proceeding with an investigation and optimization of the various cutting parameters, through various experiments conducted on test pieces. The analysis is carried out by acquiring the surfaces under the microscope to extract various parameters related to the regularity of the surface and its roughness. Part of the research is carried out in collaboration with the University of Bradford in order to study the impact of the cutting parameters on the realization of regular surfaces on Stavax ESR steel injection molding inserts, while a part is in collaboration with the university of Padua in order to study the capability of the micromills to generate this regular surface on NiP coated steel. The results obtained show that through the selection of the optimal cutting parameters and an in-depth understanding of the cutting mechanism, these regular structures can be recreated on surfaces of different materials by micromilling.

I reticoli di diffrazioni sono strutture regolari realizzate sulla superficie di un certo pezzo, attraverso l’impiego di diversi processi tecnologici. Tali reticoli non sono altro che strutture regolari equamente spaziate, generate da tecnologie come il laser, processi chimici o microlavorazioni con utensile. Il processo di microfresatura, perciò, si inserisce bene in questo contesto: l’intento di tale lavoro di ricerca è quello di studiare in primis la fattibilità ed in seguito la qualità di superfici testurizzate, procedendo con un’investigazione e un’ottimizzazione dei vari parametri di taglio, attraverso varie sperimentazioni condotte su pezzi di prova. L’analisi è condotta acquisendo tali superfici al microscopio al fine di estrarre vari parametri riferiti alla regolarità della superficie e alla sua rugosità. Una parte della ricerca è svolta in collaborazione con l’Università di Bradford al fine di studiare l’impatto dei parametri di taglio sulla realizzazione di superfici regolari su inserti per stampaggio a iniezione in acciaio Stavax ESR, mentre una parte in collaborazione con l’Università di Padova al fine di studiare l’abilità delle microfrese di generare tale superficie regolare su acciaio ricoperto al NiP. I risultati ottenuti mostrano che attraverso la selezione dei parametri di taglio ottimali e un’approfondita comprensione del meccanismo di taglio, tali strutture regolari possono essere ricreate su superfici di diversi materiali mediante microfresatura.