Da macro a micro: un raccordo scontato?

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La produzione passando dal mondo macro a quello micro è solo un fattore di scala? Quando è corretto parlare di micro e cosa implica?

Piccolo, compatto, che occupi il minor spazio possibile, ma che assolva egregiamente i compiti richiesti: il mercato del “micro” è in continua crescita. Micro e miniaturizzato sono termini che rimandano a una tipologia di prodotto con caratteristiche ben precise: dimensioni e peso ridotti, forme geometriche molto varie, anche complesse, e che richiedono elevata precisione. E i materiali? Un po’ tutti, dipende dall’applicazione.

Lo scenario, sia a livello nazionale sia mondiale, registra un mercato fortemente orientato verso la miniaturizzazione e/o alla produzione di particolari con micro forme geometriche, anche di notevole complessità. Si assiste dunque allo sviluppo di lavorazioni che seguono due macro binari, uno relativo a particolari di ridottissime dimensioni, e l’altro relativo a lavorazioni di pezzi non necessariamente così piccoli, ma con elevati vincoli geometrici, che richiedono microlavorazioni di dettaglio, anche a elevata precisione. Proprio per questi motivi, gli ultimi anni hanno visto nascere studi e sperimentazioni legati alle microlavorazioni, con uno scopo duplice: migliorare le performance delle tecnologie esistenti, convenzionali e non, e investigare/valutare nuove tecnologie, e la loro applicazione a livello industriale.

Da macro a nano

Comunemente, miniaturizzare significa ridurre, rimpicciolire: ma di quanto? Di fatto esiste una classificazione, anche se non rigorosa in termini numerici, che, partendo da macro, arriva a nano, e questo comporta che le strategie di fabbricazione siano differenti.

Il campo è macro quando, genericamente, il manufatto è visibile a occhio nudo, con dimensioni superiori al millimetro, con possibili applicazioni in ogni settore merceologico. In questo caso si parla di macrofabbricazione, con un’ampia disponibilità di processi produttivi, dalla colata alla lavorazione per asportazione di truciolo, al laser, all’EDM o alla più recente tecnologia additiva.

Si passa al micro quando le dimensioni sono nell’ordine di qualche decina di micron, con applicazione nate nei circuiti integrati, nei MEMS e nella microelettronica, ma che oggi spaziano in vari settori, come nel medicale. La microfabbricazione è stata sviluppata partendo dalle necessità produttive dei vari dispositivi elettronici, in particolare litografia, incisione e rivestimenti, ed è oggi “esportata” anche su altri componenti riconducibili al concetto di microfabbricazione.

Sebbene la richiesta e l’evoluzione di manufatti su scala micro sia in forte crescita, lo studio sulle tecnologie produttive continua a destare notevole interesse, viste le potenzialità di miglioramento.

Fra le due aree, si colloca la meso, cui si riferiscono i processi di mesofabbricazione che si pongono parzialmente sia ai macro sia ai micro. Si colloca in quest’area tutta la componentistica estremamente piccola e dedicata a pezzi miniaturizzati, come quelli usati in alcuni ambiti biomedicali (stent, valvole cardiache…) in strumenti di misura e apparecchi acustici.

Nano è tutto ciò che ha dimensione atomica, tipicamente 1÷10Å, come richiesto da molti componenti dei circuiti integrati. La nanofabbricazione è un’area relativamente nuova, per molti versi ancora in esplorazione, ma che sta esprimendo molte potenzialità, come stanno dimostrando, per esempio, i nanotubi di carbonio. Rientra in quest’area la biofabbricazione, interessante per la produzione di farmaci progettati su base molecolare.

 

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