Qu'est-ce que la technologie de consolidation par ultrasons ?

    La technologie de fabrication par consolidation par ultrasons est une méthode avancée de fabrication de matériaux et de structures. Cette technologie est principalement basée sur le principe du traitement du plastique par vibration ultrasonique des métaux. La feuille métallique est utilisée comme matière première et la vibration à haute fréquence des ultrasons est utilisée pour faire passer l'interface de contact entre les couches par friction sous l'action combinée de la pression statique et de l'énergie de vibration élastique. Les effets du frottement et de l’augmentation de la température favorisent le rapprochement, la liaison et la diffusion infinies des atomes métalliques entre les interfaces et réalisent une liaison métallurgique solide entre les couches. Il est généralement admis que le frottement, l’écoulement du plastique et la température sont les facteurs nécessaires à la consolidation par ultrasons, dans laquelle le frottement joue un rôle dominant. Cela n’est pas seulement dû au fait que la friction est la principale source de chaleur lors de la consolidation, mais également au fait que la feuille produit une élévation de température et un écoulement du plastique. Dans le même temps, la friction peut également éliminer le film d’oxyde, ce qui crée des conditions de diffusion atomique entre les interfaces des feuilles. 

                    

    Le système de vibration ultrasonique se compose principalement d'une alimentation ultrasonique, d'un transducteur, d'un klaxon et d'une tête d'outil. Premièrement, le signal électrique ultrasonique d'une fréquence d'au moins 20 kHz est émis par l'alimentation ultrasonique. Le signal électrique est converti en énergie de vibration mécanique longitudinale de la phase de fréquence par la céramique piézoélectrique dans le transducteur, et l'amplitude de vibration mécanique est transformée par le cornet. Agrandie dans une certaine mesure, la tête d'outil est sortie vers la tête d'outil, qui réalise la consolidation du métal par contact avec les pièces à traiter. Le système de vibration ultrasonique composé d'un transducteur, d'un cornet et d'une tête d'outil est soutenu par des roulements, et la pression statique appliquée lors de la consolidation est assurée par la structure de support. La consolidation par ultrasons appartient au processus de soudage continu. Par conséquent, il est nécessaire d’entraîner la tête de l’outil en rotation continue en ajustant la vitesse du moteur. Grâce à l'adaptation coordonnée du mouvement plan et de la vitesse de rotation, le contrôle efficace de la vitesse de soudage dans le processus de consolidation par ultrasons peut être réalisé et le phénomène de glissement de la tête de l'outil sur la surface de la feuille peut être évité.

    La technologie de consolidation par ultrasons est développée sur la base de la technologie de soudage par ultrasons. Il s’agit d’une méthode avancée de fabrication de matériaux et de structures. Cette technologie est principalement basée sur le principe du traitement du plastique par vibration ultrasonique des métaux. Il prend une feuille métallique comme matière première et utilise la vibration à haute fréquence des ultrasons pour créer l'interface de contact entre les couches sous pression statique et élasticité. Sous l'action combinée de l'énergie des vibrations sexuelles, le rapprochement, la liaison et la diffusion infinis des atomes métalliques entre les interfaces sont favorisés par la friction et l'augmentation de la température, et la liaison métallurgique solide entre les couches est réalisée. Cette technologie rompt avec les ultrasons traditionnels. La zone de soudage est limitée par le point et la ligne, qui réalisent la consolidation entre la surface métallique et la surface.

    En même temps, la technologie est hautement conçue. D'une part, il combine la technologie de fraisage à commande numérique par ordinateur pour réaliser la fabrication et le traitement de pièces métalliques tridimensionnelles. D’un autre côté, en faisant correspondre différents matériaux, il peut produire une structure haute performance qui ne peut être obtenue avec un seul matériau. Après plus de 10 ans de développement, le système théorique de technologie de fabrication de consolidation par ultrasons a été progressivement amélioré et la technologie est relativement mature. En tant que nouvelle méthode de préparation de matériaux composites haute performance, elle est utilisée pour fabriquer des structures composites métalliques en couches, des structures matérielles à gradient fonctionnel, des structures composites à matrice métallique renforcée par des fibres et des structures composites métalliques intelligentes. Il existe un grand potentiel dans ces domaines.