Was ist die Anwendung der Ultraschallbearbeitung?

Die jüngste Entwicklung moderner High-Tech-Industrien hat zur Entwicklung einer ganzen Reihe neuer Materialien geführt. Dazu gehören hochfeste, rostfreie und hitzebeständige Stähle und Legierungen, Titan, Keramik, Verbundwerkstoffe und andere nichtmetallische Materialien. Diese Materialien sind möglicherweise nicht für herkömmliche Bearbeitungsmethoden geeignet, da die Oberflächenschicht oder sogar das gesamte Bauteil abplatzt oder bricht, was zu  einer schlechten Produktqualität führt.

  

  Ebenso wirft die Schaffung neuer Materialien oft einige Probleme auf, die im Rahmen traditioneller Technologien unlösbar sind. In bestimmten Fällen sind diese Probleme auf die Konstruktion des Objekts und die damit verbundenen besonderen Anforderungen zurückzuführen. Beispielsweise ist es in der Mikroelektronik häufig erforderlich, einige Komponenten zu verbinden, ohne sie zu erhitzen oder Zwischenschichten hinzuzufügen. Dies verbietet die Verwendung traditioneller Methoden wie Löten oder Schweißen.

  

Viele dieser und ähnlicher Probleme lassen sich mit Ultraschalltechnologien erfolgreich lösen. Die USD (Ultrasonic Drilling Machine) nutzt einen neuartigen Antriebsmechanismus, um den Ultraschall oder die Vibrationen der Spitze eines Horns durch eine dazwischenliegende, frei fliegende Masse in ein Schallhämmern eines Bohrers umzuwandeln.

 

EINFÜHRUNG:

  Die Verwendung von Ultraschall für Bearbeitungsprozesse von harten und spröden Materialien ist seit Anfang der 1950er Jahre bekannt. Der Arbeitsprozess einer Ultraschallmaschine erfolgt dadurch, dass ihr Werkzeug einer Kombination aus zwei Bewegungen ausgesetzt wird. Um das W/P zu formen, ist eine Antriebsbewegung erforderlich. Eine hohe Frequenz

Anschließend wird eine (Ultraschall-)Schwingung bestimmter Richtung, Frequenz und Intensität überlagert. Ultraschallgeräte gehören zur allgemeinen Klasse der Vibrationsgeräte, bilden jedoch aus folgenden Gründen eine besondere Gruppe.

 Der erste Grund liegt in den Besonderheiten des Verhaltens von Materialien und Medien im Ultraschallfeld. Zu diesen Besonderheiten gehört die drastische Veränderung der elastisch-plastischen Eigenschaften, zu denen Zerbrechlichkeit, Plastizität und Viskosität gehören. Der zweite Grund ist auf die Besonderheiten in der Konstruktion wichtiger Teile der Maschine zurückzuführen. Die Hauptkomponenten werden üblicherweise durch Schwingstabsysteme gebildet, die aus heterogenen Abschnitten bestehen und Wellenleiter verwenden. Die Wechselwirkung zwischen Werkzeug und Werkstück führt zu einer Nichtlinearität des Schwingungssystems in seinen Betriebsbedingungen. Wir haben versucht, die physikalischen Grundlagen von Ultraschallprozessen zu berücksichtigen, wobei wir uns auf diese konzentrieren Ultraschallbearbeitung spröder Materialien. Die Konstruktion der Maschine und ihrer Elemente hängt entscheidend vom Prozess ab, den das Werkzeug ausführt. Daher müssen die optimalen Parameter untersucht werden, die für eine bestimmte Reihe von Vorgängen erforderlich sind, um die erforderliche Bearbeitungsqualität innerhalb der zulässigen Zeit und Ressourcen zu erzielen.

ANWENDUNGEN

 Die Ultraschallbearbeitung ist ideal für bestimmte Arten von Materialien und Anwendungen. Typische Kandidaten für die Ultraschallbearbeitung sind spröde  Materialien, insbesondere Keramik und Glas  . Die Ultraschallbearbeitung ist in der Lage, komplexe, sehr detaillierte Formen zu bearbeiten und kann mit  mit sehr engen Toleranzen (normalerweise ± 0,01 mm) bearbeitet werden .  richtig konstruierten Maschinen und Generatoren Komplexe geometrische Formen und 3D-  Konturen können in spröden Materialien relativ einfach bearbeitet werden. Mehrere Löcher,  manchmal Hunderte, können mit  großer Genauigkeit gleichzeitig in sehr harte Materialien gebohrt werden.

Mit Ultraschall in einen polykristallinen Siliziumwafer eingearbeitete Kanäle und Löcher. 

 Prägevorgänge für Materialien wie Glas, Keramik usw.

 Gewindeschneiden durch entsprechendes Drehen und Verschieben des Werkstücks/Werkzeugs.

 Rotation Bei der Ultraschallbearbeitung wird ein Werkzeug mit abrasiver Oberfläche verwendet, das gedreht und vibriert wird .  gleichzeitig Die Kombination aus rotierender und vibrierender Wirkung des Werkzeugs  macht die rotierende Ultraschallbearbeitung ideal zum Bohren von Löchern und zum Durchführen von Ultraschallprofilfräsungen in Keramik und spröden technischen Materialien, die  schwer zu bearbeiten sind . mit herkömmlichen Verfahren

 Ultraschallbearbeitung kann zum Formen und Nachbearbeiten von Graphitelektroden für  die Funkenerosionsbearbeitung eingesetzt werden. Es eignet sich besonders zum Formen und Nachbearbeiten  kompliziert geformter und detaillierter Konfigurationen, die scharfe Innenecken und  hervorragende Oberflächengüten erfordern.

 Es ist besonders nützlich beim Mikrobohren von Löchern bis zu 0,1 mm.