Lappatura: cosa è e come farla

Spesso si è sentito parlare dell’operazione di lappatura, ma difficilmente viene spiegato in cosa consiste questo tipo di operazione, come si svolge in pratica, a che cosa serve e che applicazioni pratiche ha. La lappatura, il cui termine in lingua inglese è lapping, è un tipo di operazione meccanica che viene eseguita su di una superficie di tipo metallico, di ceramica oppure vetrosa, al fine ridurre al minimo la sua rugosità. Vengono utilizzati appositi abrasivi che rendono possibile che si porti la superfice a specchio.

Cos’è la lappatura

La lappatura è quindi un tipo di lavorazione che fa parte di quelle operazioni di finitura dei pezzi nell’industria metalmeccanica. La lappatura di pezzi di metallo si effettua infatti a livello industriale, tramite apposite macchine ad essa dedicate che sono chiamate appunto le lappatrici. Le macchine lappatrici in genere hanno un costo elevato, ma per casi molto semplici si può anche realizzare una lappatura “fai da te”, come vedremo più avanti, oppure trovare su web una grande selezione, nel settore dell’usato, di macchine lappatrici con cui è possibile risparmiare.

In cosa consiste la lappatura

La lappatura è conosciuta, in campo industriale, anche con il nome di “lapidatura”: è in realtà quel processo di rifinitura superficiale consistente nel far strisciare un disco sul pezzo che si vuole lavorare. Il disco viene chiamato lapidello ed è di ghisa perlitica oppure di bronzo o di rame. Questa operazione viene svolta a una velocità molto bassa, in genere, per la precisione, minore dei venti metri al minuto. Inoltre anche la pressione è bassa, ossia sotto ai due chilogrammi ogni centimetro quadrato.

La lappatura in pratica permette questa finitura superficiale del pezzo da lavorare tramite lo strisciare di un disco, denominato lapidello, costituito da ghisa perlitica, da bronzo o da rame. La velocità bassissima e la pressione anche molto bassa, meno di due chilogrammi ogni centimetro quadrato, contribuiscono alla perfetta rifinitura della superficie del pezzo da lavorare.
In pratica in questo tipo di operazione si sfrutta adeguatamente un mezzo di tipo abrasivo e pastoso che viene diluito in un liquido adatto per avere anche una funzione di tipo refrigerante. I pezzi che vanno lavorati devono essere collocati in un’apposita gabbia porta-pezzi che in genere ha un moto planetario. La rifinitura della superficie è dell’ordine di diverse grandezze.
La lappatura è adatta per la lavorazione di oggetti in acciaio temprato, in metallo duro, in ceramica, in vetro oppure in ghisa. Tra questi per esempio i posti di una pompa di iniezione, i pistoni di vetro usati per le siringhe, e perfino spinotti dei pistoni dei motori alternativi, parti dei carburatori, dei cuscinetti a rulli, di rasoi elettrici e anche delle bielle.
La lappatura di superfici che hanno forma cilindrica può essere realizzata anche con lappatrici che non hanno centri, ossia dei macchinari industriali nel quali il pezzo da lavorare è appoggiato su due cilindri lappatori. Uno dei rulli di forma cilindrica ha un diametro più piccolo dell’altro e trascina il pezzo in rotazione. Il cilindro più grande viene cosparso con un abrasivo finissimo ed esegue la lappatura. Il pezzo viene posto a contatto con i rulli cilindrici grazie a un dispositivo opportunamente dotato di un settore di materiale plastico. In genere si utilizzano due coppie di cilindri, una per la fase che precede la lappatura, ossia di pre-lappatura, e l’altra per la fase di finitura vera e propria.

Applicazioni della lappatura

La lappatura ha molteplici applicazioni in diversi campi di attività.
Una delle principali applicazioni è nell’ambito dell’elettronica ed è relativa al dissipatore: è un’operazione che si esegue per migliorare sia la superficie che la planarità della zona del dissipatore che va a contatto diretto con la cpu e che consente di migliorare lo scambio termico tra le superfici. Il risultato è un abbassamento della temperatura del processore, di uno scarto che può essere anche di 5°. Questa lappatura a volte si rende necessaria a causa della qualità scarsa della finitura del dissipatore. Infatti è importante la pasta termoconduttiva che deve avere un’ottima qualità e che si interpone tra le due superfici. È proprio questa che elimina quel velo d’aria e che corregge le microimperfezioni delle superfici, determinando quindi un trasferimento termico efficiente. Generalmente si usa una pasta detta “siliconica” che spesso si trova in bundle insieme al dissipatore acquistato: non conduce elettricità e il mercato propone diversi tipi, a base di argento, o anche un composto di diamanti.
La lappatura si esegue anche nell’ambito della meccanica di precisione, in quanto viene eseguita su acciai successivamente al trattamento di tempra, principalmente nella costruzione degli stampi per le materie plastiche nel caso in cui si vogliono avere prodotti lucidi e trasparenti come ad esempio una brocca per l’acqua o un faro di un’auto, o anche per gli stampi per produrre articoli casalinghi da lavare facilmente a mano o in lavastoviglie. In questo campo la superficie dello stampo d’acciaio viene ottenuta mediante carte abrasive o con lo smeriglio di grana finissima. La lappatura per gli stampi delle materie plastiche è faticosa perché fatta di solito a mano e anche perché si usano prima carte abrasive a grana grossa e poi man mano sempre più fini.
La lappatura viene usata anche nel settore della gioielleria ed è eseguita di solito a mano, o con delle spazzole di feltro rotanti, a seconda del tipo di oggetto da lappare.

La lappatura fai da te

Possiamo fare la lappatura “fai da te”? Vediamo come possiamo cimentarci e rendersi utili in caso di necessità. Come si fa a fare una lappatura, per esempio sul dissipatore del proprio computer? Assolutamente niente di complicato. Il materiale necessario per questa operazione sono dei fogli di carta abrasiva con la grana 500 800 1200. Questi hanno un costo basso, circa 0,60€ ciascuno. Bisogna procurarsi poi della pasta abrasiva, o polish, chiedendola magari a un amico carrozziere che ce la potrà anche regalare. Non conviene comprare un barattolo intero, perché ne basta davvero pochissima per lucidare. Infine bisogna armarsi di tanta pazienza e non avere assolutamente fretta.
La prima cosa da fare è pulire alla perfezione la superficie del dissipatore da eventuali residui della pasta termica. Dal momento che ci troviamo con le mani “in pasta”, andiamo a pulire anche la cpu. Per fare ciò serve della carta da cucina e dell’alcool che possono assolvere benissimo questo semplice compito. Per le zone più “difficili”, ossia eventuali interstizi, possiamo usare ad esempio uno spazzolino da denti vecchio.
Ora dobbiamo fissare, mediante del nastro adesivo, che tenderemo il più possibile, il foglio della carta abrasiva, partendo con quello da gr.400. Fissiamolo a una superficie che sia perfettamente liscia e possibilmente in piano: si può usare una lastra di marmo o di vetro, o anche una mensola di una libreria laminata. Ora dobbiamo afferrare saldamente il dissipatore e, mediante movimenti regolari e lenti, dobbiamo iniziare a sfregare quest’ultimo sulla carta abrasiva.
Riguardo al movimento da dare al dissipatore esistono due teorie: il movimento a 8 o il movimento circolare. Si può anche optare per il movimento circolare magari alternando il senso della rotazione da destra a sinistra e poi viceversa. È possibile anche bagnare, con delle gocce di acqua o di olio, la carta, al fine di facilitare l’operazione e per renderla anche più fluida. Ma l’operazione si può anche benissimo fare a secco. Durante questa operazione, dopo circa una ventina di minuti in cui si striscia il dissipatore, si deve controllare il risultato ottenuto. Se si nota un’area situata al centro della superficie che non è stata intaccata dalla lavorazione, significa che il dissipatore presenta una concavità discreta nell’area che è a contatto con la cpu. Se si monta, senza lavorarlo, in quell’area centrale, non si ottiene un contatto tra le superfici di tipo ottimale. Oppure occorre aggiungere una maggiore quantità di pasta termica. Una volta che si è verificato che l’intera superficie di contatto viene totalmente interessata da questa lavorazione, possiamo ripetere la stessa operazione ma passando a una carta da gr.800. In questo caso bisogna lavorare fino a togliere tutti quei segni visibili che sono stati lasciati dalla precedente “passata”. Successivamente, in modo analogo, bisogna ripetere la stessa operazione ma con una carta da gr.1200. A questo punto ci vuole veramente molta pazienza se si vuole ottenere un risultato finale ottimo esteticamente parlando. Bisogna lavorare molto lentamente e leggermente senza pigiare troppo. La fase finale è infine la vera e propria lucidatura, da fare con il polish e con del comune cotone: per questa operazione sono perfetti i dischetti che le donne usano per struccarsi, in quanto non lasciano nessun pelo.
Per ottenere il risultato migliore il procedimento va fatto anche al processore: in questo caso il risultato finale è più che ottimo.