IDENTIFICAÇÃO DE APLICAÇÕES PARA USINAGEM ASSEGURADA POR ULTRASONO

Uma tecnologia emergente que está recebendo atenção notável é a usinagem assistida por ultrassom ou, mais rigorosamente, a usinagem assistida por vibração ultrassônica rotativa, às vezes referida por um simples acrônimo, o UAM. A Wikipedia publicou o acrônimo RUM em sua explicação do processo. O tempo dirá qual deles vence.  

Certamente a tecnologia é um vencedor, como evidenciado por resultados impressionantes e práticos. Essencialmente, o equipamento é um híbrido de um VMC de três a cinco eixos combinado com rotação de eixo de alta velocidade e vibração vertical de alta frequência de uma ferramenta de corte abrasivo de diamante. Ao contrário das máquinas ultra-sónicas antigas (USM) que criam uma pasta líquida abrasiva que cobre a ponta da ferramenta e o material da peça de trabalho e microchips, a UAM utiliza uma ferramenta de corte revestida com diamantes policristalinos que trituram a superfície da peça. As velocidades de rotação na tecnologia assistida por UAM que representamos de Tongtai são de até 24.000 rpm. A frequência de vibração está na faixa de 15 a 45 kHz e a amplitude da amplitude é de 1 a 10 μm. Essencialmente, esta abordagem afeta o material com maior velocidade de contato e, portanto, reduz as forças de corte. As forças são reduzidas em até 30–300% dependendo do material. Como tal, a maioria dos benefícios envolve o acabamento e a integridade da superfície - acabamentos com um Ra inferior a 0,2 μm são possíveis e há uma grande redução nos danos à superfície e subsuperfície, como microtrincas e lascas. Naturalmente, com menos força, as ferramentas duram mais tempo também.

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A maioria das perguntas que respondemos sobre a tecnologia envolvem aplicações como: “Quais são as peças mais ideais para usinagem assistida por ultrassom?”

Como a nossa equipe de engenheiros de aplicação e nossos clientes estão adquirindo experiência nesta tecnologia em expansão, aqui estão as diretrizes sólidas: Primeiro, no que diz respeito aos materiais, considere aqueles que são mais macios do que a ferramenta de corte de diamante ou rígidos e quebradiços. Por exemplo, dióxido de zircônio, óxido de alumínio, ligas de alumínio, cerâmica, silício e carboneto de tungstênio, uma grande variedade de aços, titânio, Inconel e quartzo são bons candidatos para este processo.

Segundo - e você provavelmente adivinhou pelos parâmetros fornecidos até o momento - a microdruração é altamente bem-sucedida com o UAM. A perfuração de wafer de silício vem à mente como exemplo de outras peças com pequenos orifícios que podem ser criados atualmente com tecnologias de EDM ou de corte a laser. Muitas peças com uma abordagem de usinagem de orientação vertical que também exigem um excelente acabamento também podem ser movidas para um VMC rotativo com auxílio de ultrassom. Os moldes, por exemplo, são usinados em desbaste no modo VMC convencional e o modo UAM termina, lustra e rebarra em uma configuração, economizando tempo e melhorando a precisão geométrica. Em um caso envolvendo um molde de joias, o cliente reduziu o tempo em 40%. Os moldes dentários são outra aplicação ideal para o sistema, assim como certas próteses e instrumentos médicos. Na indústria automotiva, as empresas estão percebendo os benefícios do uso do UAM na rebarbação de válvulas. No setor aeroespacial, o processo está sendo usado para perfurar veios de compressão e dar às lâminas de titânio um acabamento superficial preciso. Fabricantes que trabalham em cerâmica e vidro estão usando para perfurar, polir e chanfrar peças. Tongtai publicou que, nas mesmas condições de corte de uma peça de trabalho primorosamente projetada no Al6061, os seguintes acabamentos foram alcançados:

Ocasionalmente, a questão aparece sobre os prós e contras do EDM versus o UAMing. Embora o investimento inicial em equipamento para um UAM seja maior do que um pacote básico de EDM, o ROI pode ser mais rápido com o UAM, desde que os aplicativos sejam adequados. Além disso, há essencialmente duas máquinas em uma com a configuração VMC / UAM, oferecendo aos usuários uma enorme versatilidade. Se os parâmetros descritos aqui forem semelhantes ao trabalho que você faz com frequência, vale a pena explorar melhor o UAM.