Mecanitzat per ultrasons i mecanitzat rotatiu per ultrasons i rectificat d'impacte per ultrasons

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC Mòlta d'impacte, on el material s'elimina de la superfície d'una peça mitjançant microxip i erosió amb partícules abrasives mitjançant una eina vibradora que oscil·la a freqüències ultrasòniques, ajudat per un purín abrasiu que flueix lliurement entre la peça i l'eina. Es diferencia de la majoria d'altres operacions de mecanitzat convencionals perquè es produeix molt poca calor. La punta de l'eina de mecanitzat ultrasònic s'anomena "sonotrode" que vibra a amplituds de 0,05 a 0,125 mm i freqüències al voltant dels 20 kHz. Les vibracions de la punta transmeten grans velocitats a grans abrasius entre l'eina i la superfície de la peça. L'eina mai entra en contacte amb la peça de treball i, per tant, la pressió de mòlta rarament supera les 2 lliures. Aquest principi de funcionament fa que aquesta operació sigui perfecta per mecanitzar materials extremadament durs i trencadissos, com ara vidre, safir, robí, diamant i ceràmica. Els grans abrasius es troben dins d'un purín d'aigua amb una concentració entre el 20 i el 60% en volum. El purín també actua com a portador dels residus lluny de la regió de tall/mecanitzat. Utilitzem com a grans abrasius principalment carbur de bor, òxid d'alumini i carbur de silici amb mides de gra que van des de 100 per a processos de desbast fins a 1000 per als nostres processos d'acabat. La tècnica de mecanitzat per ultrasons (UM) és la més adequada per a materials durs i trencadissos com ceràmica i vidre, carburs, pedres precioses i acers endurits. L'acabat superficial del mecanitzat per ultrasons depèn de la duresa de la peça/eina i del diàmetre mitjà dels grans abrasius utilitzats. La punta de l'eina és generalment un acer baix en carboni, níquel i acers tous connectats a un transductor a través del portaeines. El procés de mecanitzat per ultrasons utilitza la deformació plàstica del metall per a l'eina i la fragilitat de la peça. L'eina vibra i empeny cap avall sobre el purí abrasiu que conté grans fins que els grans afecten la peça fràgil. Durant aquesta operació, la peça es trenca mentre l'eina es doblega molt lleugerament. Utilitzant abrasius fins, podem aconseguir toleràncies dimensionals de 0,0125 mm i encara millors amb mecanitzat per ultrasons (UM). El temps de mecanitzat depèn de la freqüència amb què l'eina vibra, la mida i la duresa del gra i la viscositat del fluid de purín. Com menys viscós sigui el fluid de purins, més ràpidament es pot emportar l'abrasiu usat. La mida del gra ha de ser igual o superior a la duresa de la peça. Com a exemple podem mecanitzar múltiples forats alineats de 0,4 mm de diàmetre sobre una tira de vidre d'1,2 mm d'ample amb mecanitzat per ultrasons.

 

 

 

Entrem una mica en la física del procés de mecanitzat per ultrasons. El microxip en el mecanitzat per ultrasons és possible gràcies a les elevades tensions produïdes per partícules que incideixen sobre la superfície sòlida. Els temps de contacte entre partícules i superfícies són molt curts i de l'ordre de 10 a 100 microsegons. El temps de contacte es pot expressar com:

 

a = 5r/Co x (Co/v) exp 1/5

 

Aquí r és el radi de la partícula esfèrica, Co és la velocitat de l'ona elàstica a la peça de treball (Co = arrel quadrat E/d) i v és la velocitat amb què la partícula colpeja la superfície.

 

La força que exerceix una partícula sobre la superfície s'obté a partir de la velocitat de canvi de la quantitat de moviment:

 

F = d(mv)/dt

 

Aquí m és la massa del gra. La força mitjana de les partícules (grans) que impacten i rebot de la superfície és:

 

Favg = 2 mv/to

 

Aquí teniu l'hora de contacte. Quan s'incorporen números a aquesta expressió, veiem que tot i que les peces són molt petites, com que l'àrea de contacte també és molt petita, les forces i, per tant, les tensions exercides són significativament altes per provocar microxips i erosió.

 

 

 

MECANISME ROTATORI ULTRASONIC (ROM): Aquest mètode és una variació del mecanitzat per ultrasons, on substituïm la purina abrasiva per una eina que tingui abrasius de diamant adherits a metalls que han estat impregnats o galvanitzats a la superfície de l'eina. L'eina es fa girar i es fa vibrar per ultrasons. Premem la peça a pressió constant contra l'eina giratòria i vibrant. El procés de mecanitzat per ultrasons rotatiu ens ofereix capacitats com la producció de forats profunds en materials durs amb altes taxes d'eliminació de material.

 

 

 

Com que implementem una sèrie de tècniques de fabricació convencionals i no convencionals, us podem ajudar sempre que tingueu preguntes sobre un producte en particular i la forma més ràpida i econòmica de fabricar-lo i fabricar-lo.