Microusinagem aplicada à fabricação de elementos ópticos difrativos

Atualmente, com o desenvolvimento de pesquisas, estudos e experimentos, a usinagem de ultraprecisão se consolidou como processo para aplicações especiais, tal que seu campo de aplicação vem aumentando tanto quanto a melhoria dos acabamentos conseguidos. Nessa tendência está inserida a indústria de elementos ópticos difrativos, como é o caso das lentes Fresnel, objeto de estudo do referente trabalho. Tais lentes, constituídas de polímeros para aplicação óptica, possuem em geral duas vias de manufatura: A microusinagem diretamente no polímero, ou através do processo de micromoldagem, na qual microusina-se um molde metálico. O dado trabalho estuda ambas as vias de microusinagem, em que por meio do CAD (Autodesk Inventor) realizou-se a simulação da microusinagem (Autodesk Inventor CAM) de setes diferentes modelos de moldes de alumínio RSA 6061 e de suas respectivas lentes Fresnel em PMMA, tendo as amostras microusinadas em um CNC Romi D600. Os resultados obtidos de acabamento superficial, desgaste das ferramentas e formação de cavacos, foram obtidos via análise de perfilometria óptica e análise de imagens geradas no MEV, tendo sido comparados os resultados conseguidos em ambos materiais, a fim de se compreender melhor o comportamento das variáveis envolvidas durante o processo de microusinagem do PMMA e do RSA 6061.

Título em Inglês

Micromachining applied to the manufacturing of diffrative optical elements

Palavras-chave em Inglês

Micromachining
Fresnel lens
Surface roughness
Manufacturing

Resumo em Inglês

Nowadays, due to development in researches, studies and experiments, the ultraprecision machining became a process for special applications, for this reason its application has been increasing as much as its surface conditions reached. In this context is present in the industry of diffrative optical elements, such as Fresnel lens, object of study in this research work. This lens, made by polymer for optical applications, are commonly manufactured by two main ways: The micromachining directly on polymer, or through micromolding process, which a metalic mold is machined. This research work studies both manufacture ways, wherein through CAD software (Autodesk Inventor) the simulation has been done through Autodesk Inventor CAM, of seven different mold models of Aluminum alloy RSA 6061 and its respective fresnel lenses made by PMMA, being manufactured using a CNC Romi D600. The results obtained of surface roughness, tool wear, and chip formation has been got with optical perfilometry and images generated through SEM, being compared the results in both materials, in order to understand the behavior of the variables involved during the micromachining process to PMMA and RSA 6061.

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Data de Publicação

2019-08-19

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