Mi az az ultrahangos konszolidációs technológia?

    Az ultrahangos konszolidációs gyártástechnológia az anyag- és szerkezetgyártás fejlett módszere. Ez a technológia elsősorban a fém ultrahangos vibrációs műanyagfeldolgozás elvén alapul. Nyersanyagként fémfóliát használnak, és az ultrahang nagyfrekvenciás rezgését arra használják, hogy a rétegek közötti érintkezési felület áthaladjon a súrlódáson a statikus nyomás és a rugalmas vibrációs energia együttes hatására. A súrlódás és a hőmérséklet-emelkedés hatásai elősegítik a végtelen közelítést, a fématomok kötését és diffúzióját a határfelületek között, és szilárd metallurgiai kötést valósítanak meg a rétegek között. Általános vélekedés szerint a súrlódás, a képlékeny áramlás és a hőmérséklet a szükséges tényezők az ultrahangos konszolidációhoz, amelyben a súrlódás domináns szerepet játszik. Ez nem csak azért van így, mert a súrlódás a fő hőforrás a konszolidációban, hanem azért is, mert a fólia hőmérsékletemelkedést és képlékeny áramlást idéz elő. Ugyanakkor a súrlódás az oxidfilmet is eltávolíthatja, ami feltételeket teremt a fólia határfelületei közötti atomi diffúzióhoz. 

                    

    Az ultrahangos vibrációs rendszer főleg ultrahangos tápegységből, jelátalakítóból, kürtből és szerszámfejből áll. Először is, az ultrahangos elektromos jelet legalább 20 khz frekvenciájával bocsátja ki az ultrahangos tápegység. Az elektromos jelet piezoelektromos kerámia alakítja át a frekvenciafázis hosszirányú mechanikai rezgési energiájává a jelátalakítóban, a mechanikai rezgés amplitúdóját pedig a kürt alakítja át. Bizonyos mértékig megnagyobbítva a szerszámfej a szerszámfejre kerül, amely a megmunkálandó részekkel érintkezve fémszilárdítást valósít meg. A jelátalakítóból, kürtből és szerszámfejből álló ultrahangos vibrációs rendszert csapágyak tartják, a konszolidáció során kifejtett statikus nyomást a tartószerkezet biztosítja. Az ultrahangos konszolidáció a folyamatos hegesztési folyamathoz tartozik. Ezért a szerszámfejet folyamatosan forogni kell a motor fordulatszámának beállításával. A síkmozgás és a forgási sebesség összehangolt összehangolásával megvalósítható a hegesztési sebesség hatékony szabályozása az ultrahangos konszolidáció folyamatában, és elkerülhető a fólia felületén a szerszámfej csúszásának jelensége.

    Az ultrahangos konszolidációs technológiát az ultrahangos hegesztési technológia alapján fejlesztették ki. Ez egy fejlett anyag- és szerkezetgyártási módszer. Ez a technológia elsősorban a fém ultrahangos vibrációs műanyagfeldolgozás elvén alapul. Nyersanyagként fémfóliát használ, és az ultrahang magas frekvenciájú rezgését használja fel a rétegek közötti érintkezési felület kialakítására statikus nyomás és rugalmasság hatására. A szexuális rezgési energia együttes hatására a fématomok határfelületei közötti végtelen közelítése, kötése és diffúziója a súrlódás és a hőmérséklet emelkedése révén elősegíti, és megvalósul a rétegek közötti szilárd metallurgiai kötés. Ez a technológia áttöri a hagyományos ultrahangot. A hegesztési területet a pont és a vonal korlátozza, amely a fémfelület és a felület közötti konszolidációt valósítja meg.

    Ugyanakkor a technológia rendkívül jól megtervezett. Egyrészt a számítógépes numerikus vezérlésű marási technológiát ötvözi a háromdimenziós fém alkatrészek gyártásának és feldolgozásának megvalósítása érdekében. Másrészt a különböző anyagok összeillesztésével olyan nagy teljesítményű szerkezetet tud előállítani, amelyet egyetlen anyaggal nem lehet elérni. Több mint 10 éves fejlesztés után az ultrahangos konszolidációs gyártási technológia elméleti rendszere fokozatosan javult, és a technológia viszonylag kiforrott. A nagy teljesítményű kompozit anyagok előállításának új módszereként réteges fémkompozit szerkezetek, funkcionálisan gradiens anyagszerkezetek, szálerősítésű fémmátrix kompozit szerkezetek és intelligens fémkompozit szerkezetek készítésére használják. Ezeken a területeken nagy lehetőségek rejlenek.