Design and characterization of a new quick-stop device for micromachining

Mechanical micromachining is one of the most flexible and widely exploited processes in the microscale but it still needs a knowledge improvement in its fundamentals: the cutting process, in fact, cannot be described by means of the same models used for the macroscale since several typical phenomena take place when performing chip removal with small uncut chip thickness. The so-called quick-stop experiments are a very useful instrument to study the tool-material interaction because they allow to freeze the chip formation in its steady condition by abruptly stop the cutting action. A new quick-stop device (QSD) has been designed in the present study to be successfully used within the typical microscale cutting requirements. The proposed device has been fully characterized in terms of performance by means of ad hoc sensors in order to know conditions defining each quick-stop experiment.

La lavorazione per asportazione di truciolo è uno dei processi più flessibili e più ampiamente sfruttati nel campo delle microlavorazioni ma è ancora necessario migliorare la conoscenza dei suoi principi fondamentali: il processo di taglio, infatti, non può essere descritto mediante gli stessi modelli utilizzati per la scala macro, dato che alcuni fenomeni tipici intervengono durante l'esecuzione del taglio con spessore di truciolo ridotto. I cosiddetti esperimenti di “quick-stop” sono uno strumento decisamente utile per studiare l’interazione tra utensile e materiale perché consentono di congelare la formazione del truciolo nella sua condizione stazionaria, interrompendo bruscamente l'azione di taglio. Nel presente studio un nuovo dispositivo “quick-stop” (QSD) è stato progettato per essere utilizzato all'interno dei parametri di lavorazione tipici della scala micro. Il dispositivo qui proposto è stato completamente caratterizzato in termini di prestazioni attraverso sensori costruiti ad hoc al fine di conoscere le condizioni sotto le quali è stato eseguito ciascun esperimento.