La nanometrologia affronta il reparto produzione
La realizzazione di un prodotto conforme al disegno del progettista richiede un attento monitoraggio e controllo sia del pezzo da lavorare che delle principali proprietà meccaniche della macchina utensile. Parametri come topografia, morfologia, ruvidità, adesione e micro e nano durezza sono critici, ma non esistono tecnologie flessibili e affidabili disponibili per il loro monitoraggio sulla linea di produzione. Il progetto AIM4NP (Automated in-line metrology for nanoscale production), finanziato dall’UE, ha compiuto dei passi importanti per porre rimedio alla situazione e per assicurare cicli rapidi di sviluppo ed efficienza nell’impiego delle risorse. Utilizzando tecniche di misurazione nanotecnologica (metrologia) e innovative metodologie di controllo, i ricercatori hanno creato una piattaforma di metrologia robotica con risoluzione nanometrica per grandi campioni in un ambiente industriale. A seconda dei requisiti, la piattaforma di metrologia di AIM4NP appena sviluppata può essere collegata a un braccio robotico o a una struttura fissa. Essa può alloggiare differenti testine micrometriche ed effettuare misurazioni con sei gradi di libertà. In particolare, il sistema comprende un microscopio a forza atomica per l’imaging ad alta risoluzione, uno strumento di misurazione tattile e un interferometro a luce bianca per le misurazioni ottiche a risoluzione più bassa. Queste testine micrometriche complementari sono montate sulla piattaforma, la cui posizione rispetto al pezzo da lavorare è attivamente stabilizzata da un’unità di controllo e da un attuatore a rilevamento ottico con sei gradi di libertà. Questo consente di compensare i disturbi causati dalle vibrazioni che sono tipicamente presenti negli ambienti industriali. Si prevede che la metrologia montata su robot di AIM4NP consentirà importanti tagli ai costi di produzione grazie a parametri di produzione ottimizzati. In questo modo si migliorerà la qualità dei prodotti con minore spreco di materiale ed energia. Inoltre, i costi di manutenzione e riparazione saranno ridotti grazie a un migliore monitoraggio dei macchinari stessi. Il risultato finale è un importante aumento della competitività per il settore high-tech dell’UE, in prima fila tra i fornitori di attrezzature per la produzione a elevata precisione e in grandi volumi.
Parole chiave
Nanometrologia, nanoscala, pezzi da lavorare, macchinario, AIM4NP, piattaforma metrologia
