L'applicazione degli ultrasuoni nel settore industriale

1. Introduzione

   La lavorazione ad ultrasuoni utilizza strumenti a vibrazione ultrasonica per guidare la sospensione abrasiva tra il pezzo e l'utensile, impattare e lucidare la parte lavorata del pezzo, in modo che il materiale locale venga inciso in polvere. Per perforazione, taglio, molatura, ecc. e un metodo per unire i pezzi mediante vibrazione ultrasonica. La tecnologia di lavorazione ad ultrasuoni è una delle tecnologie di lavorazione speciali e spesso può essere applicata a materiali difficili da lavorare che sono difficili da completare nella lavorazione tradizionale. Tecnologia di lavorazione ad ultrasuoni come lavorazione di rimozione ad ultrasuoni, finitura superficiale ad ultrasuoni, lavorazione di saldatura ad ultrasuoni e lavorazione ad ultrasuoni.

 Ultrasuoni e sue caratteristiche 

La propagazione della vibrazione in un mezzo elastico prende il nome di fluttuazione, detta onda. L’essenza fisica della volatilità è il processo di trasferimento di energia.

Onde sonore udibili: onde sonore con frequenza compresa tra 16 e 160000 Hz.

Onde infrasoniche: onde sonore con una frequenza inferiore a 16 Hz.

Ultrasonici: onde sonore con frequenza superiore a 16000 Hz.

Onde ultrasoniche: Onde sonore con frequenza superiore a 1010 Hz.

2, le caratteristiche di base degli ultrasuoni

(1) Le onde ultrasoniche, come le onde sonore, hanno velocità di propagazione diverse quando si propagano in diversi mezzi elastici come gas, liquidi e solidi.

(2) L'energia ultrasonica trasferisce un'energia molto forte, che esercita una pressione (pressione sonora) sugli ostacoli nella sua direzione di propagazione. Le onde ultrasoniche sono onde longitudinali la cui energia di vibrazione può essere misurata dalla densità di energia e la sua densità di energia può raggiungere più di 100 W/cm2.

(3) Quando l'onda ultrasonica si propaga nel mezzo liquido, può generare un forte impatto e cavitazione sull'interfaccia e rafforzare la lavorazione.

(4) Le onde ultrasoniche produrranno fenomeni di riflessione, interferenza e risonanza e si verificherà la sovrapposizione delle onde, ottenendo così una maggiore energia di elaborazione.

tre. Principi e caratteristiche della lavorazione ad ultrasuoni

1. Il principio di base della lavorazione ad ultrasuoni

La lavorazione ad ultrasuoni utilizza le onde ultrasoniche come potenza per spingere l'abrasivo a colpire la superficie del pezzo ad altissima velocità. Il materiale del pezzo viene distrutto e cade sotto l'impatto dell'abrasivo.

A. Il generatore di ultrasuoni converte la corrente alternata in un'oscillazione elettrica ultrasonica;

B. Il trasduttore converte le oscillazioni elettriche in vibrazioni meccaniche;

C. Il corno amplifica l'ampiezza a 0,05-0,1 mm e lo strumento di guida viene fatto vibrare ad ultrasuoni.

D. L'utensile spinge l'abrasivo per impattare ad alta velocità, lanciare il pezzo, schiacciare il materiale della superficie del pezzo e rimuoverlo;

E. Le onde d'urto idrauliche e la cavitazione generate dal fluido di lavoro accelerano la propagazione delle cricche e la distruzione del materiale superficiale.

F. La lavorazione ad ultrasuoni è il risultato combinato di impatto meccanico, lucidatura e cavitazione. L'impatto gioca un ruolo importante.

2, le caratteristiche dell'elaborazione ad ultrasuoni

(1) Adatto per la lavorazione di vari materiali duri e fragili, in particolare materiali non metallici non conduttivi come vetro, ceramica, quarzo, pietre preziose, diamanti e simili.

(2) Gli utensili possono essere realizzati con materiali più morbidi per forme più complesse.

(3) Il movimento relativo dell'utensile e del pezzo in lavorazione è semplice, il che rende semplice la struttura della macchina.

(4) La forza di taglio è ridotta, il calore di taglio è ridotto, non vengono causate deformazioni e bruciature e anche la precisione di lavorazione e la qualità della superficie sono buone.

quattro. Apparecchiature per il trattamento ad ultrasuoni

     Le apparecchiature per il trattamento ad ultrasuoni sono anche chiamate apparecchiature per il trattamento ad ultrasuoni. Sebbene le apparecchiature di elaborazione a ultrasuoni di diverse dimensioni di potenza e diverse aziende siano diverse nella forma strutturale, i loro componenti sono fondamentalmente gli stessi.

    Il dispositivo di trattamento ad ultrasuoni è generalmente costituito da un generatore di ultrasuoni, un sistema di vibrazione ad ultrasuoni (componente acustico), un corpo di macchina utensile e un sistema di circolazione del fluido di lavoro abrasivo.

     Dispositivo di elaborazione ad ultrasuoni

  1, generatore di ultrasuoni

Funzione: trasforma la frequenza di alimentazione CA in un'oscillazione di frequenza ultrasonica con una determinata potenza in uscita.

2. Componenti acustici (trasduttori, trombe e booster.)

Funzione: conversione dell'energia elettrica ad alta frequenza emessa dal generatore di ultrasuoni in energia di vibrazione meccanica ed elaborazione ultrasonica della faccia terminale dell'utensile con alta frequenza e piccola ampiezza attraverso il corno.

Cinque. Applicazione di elaborazione della tecnologia ad ultrasuoni

R. Sebbene la produttività della lavorazione ad ultrasuoni sia inferiore a quella dell'EDM e della lavorazione elettrolitica, la precisione della lavorazione e la qualità della superficie sono superiori.

B. Ancora più importante, è possibile lavorare semiconduttori e materiali non metallici duri e fragili difficili da lavorare, come vetro, ceramica, quarzo, silicio, agata, pietre preziose, diamanti e simili.

C. Per alcuni acciai temprati, matrici in leghe dure, matrici per trafilatura, stampi in plastica, ecc. dopo l'elettroerosione, la lucidatura e la finitura a ultrasuoni vengono spesso utilizzate per ridurre ulteriormente la rugosità superficiale.

1, tipo di elaborazione del foro (cavità).

 Gli ultrasuoni sono attualmente utilizzati principalmente nella lavorazione di fori rotondi, fori, cavità, nidi, micropori, ecc. Di materiali fragili e duri.

2, lavorazione di taglio

La lavorazione ad ultrasuoni di materiali duri e fragili come ceramica, quarzo, silicio, pietre preziose, ecc., difficili da tagliare con i normali metodi di lavorazione, presenta i vantaggi di sezione sottile, fessura stretta, alta precisione, alta produttività e buona economia.

3, pulizia ad ultrasuoni

Principio: basato sul risultato dell'effetto cavitazione della soluzione detergente sotto l'azione delle onde ultrasoniche. Il forte liquido d'urto generato dall'effetto cavitazione agisce direttamente sulla parte da pulire, provocando la distruzione dello sporco e la caduta dalla superficie da pulire.

Applicazione: Viene utilizzato principalmente per pezzi di precisione di piccole e medie dimensioni con geometria complessa, elevata qualità di pulizia e scarso effetto pulente con altri metodi, in particolare piccoli fori profondi, microfori, fori curvi, fori ciechi, scanalature, fessure strette, ecc. sul pezzo. Pulizia fine, elevata produttività e tasso di purificazione.

   Attualmente utilizzato nella pulizia di semiconduttori e componenti di circuiti integrati, parti di strumentazione, dispositivi elettrici di aspirazione, componenti ottici, dispositivi medici, ecc.

4, saldatura ad ultrasuoni

Principio: la vibrazione ultrasonica viene utilizzata per rimuovere la pellicola di ossido sulla superficie del pezzo, in modo che il pezzo sia esposto sulla superficie del corpo, in modo che le superfici dei due pezzi vengano riscaldate per attrito sotto l'impatto delle vibrazioni ad alta velocità e legate insieme per affinità.

Applicazione: Viene utilizzato per saldare prodotti in nylon, plastica e alluminio con una pellicola di ossido facile da formare sulla superficie. Può essere utilizzato anche per appendere lo stagno e l'argento su superfici non metalliche come la ceramica per migliorare la saldabilità di questi materiali. Saldatura di metalli rari generalmente difficili da saldare. Come titanio, molibdeno, ecc.

5, elaborazione composita

La lavorazione ad ultrasuoni di materiali metallici duri come leghe dure e leghe resistenti al calore presenta una bassa velocità di lavorazione e un'elevata perdita di utensile. Per migliorare la velocità di lavorazione e ridurre la perdita degli utensili, per la lavorazione degli iniettori viene utilizzata l'iniezione ad ultrasuoni, la lavorazione elettrolitica o l'elettroerosione. Fori o fessure sulla filiera possono aumentare notevolmente la produttività e la qualità.

6, test non distruttivi

Emissione direzionale, riflessione e penetrazione degli ultrasuoni della maggior parte delle proprietà dei materiali per test non distruttivi di portata, controllo, monitoraggio e misurazione dei materiali.