Trapano sensitivo

Se nasce l’esigenza di eseguire dei fori con diametri sotto al millimetro, con i trapani tradizionali ci sono delle difficoltà.

Come prima cosa è necessaria una “sensibilità” sulla pressione esercitata durante la foratura. Infatti è molto facile spingere più del necessario e come risultato si ha la rottura della punta.

Seconda cosa importante è che l’eccentricità di rotazione del mandrino sia più ridotta possibile. Il rapporto di eccentricità/diametro punta gioca un ruolo fondamentale.

Estremizzando il ragionamento, se abbiamo sul mandrino che ha una eccentricità di rotazione di 2 centesimi, su una punta da 10 mm.  (0,2/10=0,02) inciderà poco sulla precisione del nostro foro. Se la stessa eccentricità la rapportiamo ad una punta da 0.3 mm (0,2/0,3=0,66) vediamo che la vibrazione introdotta porta il centro di foratura ad un errore ciclico di oltre metà del diametro della punta stessa.

 

Abbiamo realizzato un trapano sensitivo molto economico rispetto alle prestazioni che offre. il progetto nasce con l’intento di raggiungere degli obiettivi:

• forare con punte fino a 2 decimi.
• avere una base rotante per poter eseguire sequenze circolari con una ottima precisione.
• poter staffare pezzi molto vari nella forma.
• avere una altezza esagerata per la categoria, per poter forare anche pezzi voluminosi.
• possibilità di inserimento rapido di maschere di foratura e mini morse specializzate.
• poter avere una spostamento lineare molto ampio per forature in linea.

Il tutto utilizzando una struttura molto rigida, pur rimanendo nella semplicità costruttiva.
il progetto prevedeva un mandrino con un asse che porta una pinza R11 con cuscinetti di buona qualità ad alta velocità.

Il motore è stato utilizzato uno per elicotteri RC, grande coppia e velocità quanto basta. Può essere alimentato a 12 volt sia con batterie al litio (garantiscono ore e ore di lavoro), oppure attraverso un alimentatore opportunamente dimensionato.

Analizziamo le varie caratteristiche:

la corsa Z molto ampia circa  200 mm, è garantita da un un pattino a ricircolo di sfere e la sua relativa guida.

Avere la possibilità di forare il linea con spostamenti paralleli e circolari.

infatti la base può ruotare liberamente su un grande cuscinetto e gli spostamenti asse y sono elevatissimi circa 70mm.

Le basi di spinta del taglio sono intercambiabili in Delrin si  possono realizzare in base all’esigenze.

Una mini morsa per pezzi molto piccoli.
Una serie di fori filettati per staffare tutto il possibile.
La rotazione e la transalazione libera (se voglio si possono bloccare in modo indipendente) permette di centrare il foro su pezzo staffato con estrema precisione e flessibilità.

La precisione è fondamentale con punte sotto il mm una piccola eccentricità rompe la punta e il tutto deve avere un vera sensibilità sul dito. Ho verificato una spinta giusta che va da 500 g a 1000 g .

Un comparatore indica sia la profondità di taglio, sia, soprattutto,  è utile per capire l’avanzamento della punta nel materiale.
Il tutto ha una eccentricita sulla pinza di 0.01 e sul candela della punta (dia 3mm) di 0.03. Questo errore è dovuto alla qualità delle pinze e portapinze, che volendo si può migliorare, anche se dalle prove non abbiamo riscontrato problemi di nessun tipo.

Un sistema di carrucole e pesi bilanciano la spinta fino a renderla neutra. Si riesce a percepire sulla leva di comando, il tocco sul tastatore del comparatore.