ULTRASONIC TECHNOLOGY HELPS MACHINE HARD MATERIALS

Till skillnad från applikationer inom medicin, inspektion och delrengöring där ultraljud (högfrekvent ljud) vågor appliceras direkt är ultraljudbearbetning en metallbearbetningsprocess som underlättas av ultraljudstekniken. Processen   använder en diamantbelagd fräsning, borrning eller slipning verktyg som påverkas av ultraljudsteknik, som kan påverka ett arbetsstycke med en frekvens på 20 kHz eller 20.000 gånger per sekund.

Resultatet är ett system som kan maskinera spröda material som keramik, glas, kisel, grafit, kompositmaterial och ädelstenar. I allt högre grad specificeras arbetsstycken från dessa "avancerade material" inom medicinsk, fordons-, flyg- och optikindustrin.

Det är egenskaperna hos dessa material - låg vikt, kemisk och termisk stabilitet och slitstyrka - vilket gör dem attraktiva för designingenjörer. Men de mycket egenskaper som gör sammansättningen av dessa material attraktiva för utvalda applikationer gör dem till en björn att maskinera med konventionella metallbearbetningsprocesser.  

Under drift använder systemet en högfrekvent elektrisk signal som omvandlas till oscillerande mekanisk rörelse genom pizo-elektriska motorer. En booster förstärker oscillationsamplituden.

Högfrekvensrörelsen medför att det diamantbelagda skärverktyget expanderar och kontraheras på ett pulserande sätt vid en nominell frekvens på 20 kHz eller 20 000 cykler per sekund. Skärning sker vid den högsta punkten av amplituden eller expansionen av verktyget. Diamantgrisarna, som är fästa vid verktyget, kolliderar med ytan på arbetsstycket. Materialet bryts upp i mycket små partiklar.

Förutom oscillationen hos skärverktyget roteras det samtidigt med hastigheter mellan 3000 och 40.000 varv per minut. Rotation av verktyget exponerar verktygets hela skäryta för att upprätthålla arbetsstyckets dimensionsnoggrannhet och tjänar dubbel plikt att avlägsna skärpartiklar från arbetszonen.

Bearbetningen är klar. När maskinen används som en kvarn, överskrids verktyget / arbetsgränssnittet. För borrning och fräsning sker sköljning och kylning genom spindeln. Vatten används som medium för alla operationer.

Nyckeln till framgången med denna bearbetningsprocess är konstruktionen av skärverktygen. Ett proprietärt bindemedelssystem adherer diamantkornen till verktygskroppen. Unikt i denna applikation är behovet av bindemedel och korn att kontrakt och expandera när verktyget oscillerar.

Dessa verktyg är specialutvecklade och matchade till materialet så att diamantens erosion är synkroniserad med skärkraven. Om verktyget skjuter ut för snabbt, lider verktyget. Om det hänger på gritet för länge, påverkas bearbetningsffektivitet och ytfinish toleranser negativt. Företaget säger att denna process kan ge en femfaldig ökning av produktiviteten jämfört med konventionella bearbetningsmetoder och kan uppnå ytfinisher med 0,2 mikron grovhetsgenomsnitt.

Kontroll av ultraljudsprocessen är automatisk med hjälp av en kombination av två dynamiska system. En adaptiv kontroll övervakar verktyget för att bibehålla optimal matning genom bearbetningscykeln. Akustisk kontroll använder ljudsignaturer som genereras i skärningen för att känna av skärverktyget för verktyget för högtoleransarbete.

Att hitta en ultraljudsbearbetningsmaskin för din referens?

Klick   ultraljudsbearbetningsmaskin    för att inse det!