Mecanizado por ultrasonidos:piezas, trabajo, usos, ventajas con PDF

Debe haber oído hablar de sensores ultrasónicos, caudalímetros ultrasónicos, pruebas ultrasónicas y mucho más. Hoy veremos otro tipo de proceso de mecanizado no tradicional llamado “Mecanizado ultrasónico ” también conocido como USM.
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 ¿Qué es el mecanizado ultrasónico?

El proceso de máquina ultrasónica es un proceso de mecanizado no tradicional en el que una herramienta de alta frecuencia vibra contra el material de la pieza de trabajo con una suspensión abrasiva entre ellos a través de una boquilla.
A diferencia de las máquinas convencionales como la máquina CNC, el proceso de mecanizado ultrasónico es se puede utilizar para mecanizar materiales como cerámica, acero, piedras preciosas, etc.

Principio de funcionamiento del mecanizado ultrasónico

El proceso de mecanizado ultrasónico es similar al proceso de mecanizado por chorro abrasivo.

Construcción de mecanizado ultrasónico

1. Fuente de alimentación
2. Generador de alta frecuencia
3. Transductor electromecánico
4. Transformador de amplitud ultrasónica
5. Portaherramientas
6. Herramienta
7. Lechada abrasiva
8. Bomba

Fuente de alimentación

El proceso de mecanizado por ultrasonidos requiere una fuente de alimentación de corriente alterna para su funcionamiento.

Generador de alta frecuencia

El generador de alta frecuencia aumenta la frecuencia de 50-60 Hz de la corriente CA a una frecuencia en el rango de 20 000 a 40 000 Hz.

Transductor electromecánico

El transductor electromecánico recibe la corriente del generador de alta frecuencia y la convierte en vibraciones mecánicas.

Transformador de amplitud ultrasónico

Se utiliza para amplificar las vibraciones producidas por el transductor electromecánico. También se le conoce como el “cuerno”.

Portaherramientas

Al final del transformador de amplitud de ultrasonidos se encuentra el portaherramientas. Como sugiere el nombre, el portaherramientas mantiene la herramienta firmemente en un lugar durante la operación.

Herramienta

La herramienta está hecha de materiales como acero inoxidable, acero dulce, etc. Además, la herramienta tiene la forma de la cavidad que se va a formar en la pieza de trabajo.

Lechada abrasiva

Una suspensión abrasiva es una mezcla de partículas abrasivas como carburo de silicio, alúmina o carburo de boro mezclado con agua o aceite.
Debido a las partículas abrasivas, se produce la erosión del material de la pieza de trabajo.

Bomba

Se utiliza una bomba centrífuga para bombear la suspensión abrasiva a la presión deseada sobre la pieza de trabajo.

Funcionamiento del proceso de mecanizado ultrasónico

Cuando se enciende la fuente de alimentación, la corriente CA fluye a través del generador de alta frecuencia en el que la frecuencia se amplifica a 20 kHz – 40 kHz.

Fuente:Four30, CC BY-SA 4.0, a través de Wikimedia Commons

 

Esta corriente CA de alta frecuencia pasa al transductor electromecánico que convierte la corriente eléctrica en vibraciones mecánicas.
Estas vibraciones luego se amplifican y transfieren a la herramienta.
La suspensión abrasiva se bombea continuamente entre la herramienta y la pieza de trabajo.
Las vibraciones de la herramienta hacen que la lechada abrasiva impacte en la pieza de trabajo. Debido a la acción abrasiva de la lechada, la pieza de trabajo se retira poco a poco.
Así es como funciona el proceso de mecanizado por ultrasonidos.
Vea este video de animación de medio minuto de duración del proceso de mecanizado por ultrasonidos:

Ventajas del mecanizado ultrasónico

• El mecanizado ultrasónico es capaz de mecanizar materiales frágiles.
• Se obtiene un buen acabado superficial.
• Es muy preciso.
• La operación es económica.
• Se pueden utilizar materiales conductores y no conductores.

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Limitaciones del mecanizado ultrasónico.

• El mecanizado ultrasónico consume mucha energía.
• Tiene una baja tasa de remoción de metal.
• La suspensión abrasiva debe reemplazarse periódicamente.
• Alta inversión inicial.
• La punta de la herramienta está sujeta al desgaste y, por lo tanto, tiene una vida útil más corta.

Aplicaciones del mecanizado ultrasónico

• El mecanizado ultrasónico se utiliza para mecanizar materiales frágiles.
• Amolado de materiales quebradizos.
• Perforación escalonada
• Perforación de agujeros.
• Grabado.
• Producir formas finas e intrincadas.
• Mecanizado de materiales como tungsteno, carburos, piedras preciosas.

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅Esta es una descripción general del mecanizado por ultrasonidos . Háganos saber sus pensamientos en los comentarios.
Volveremos con otro artículo interesante, ¡hasta entonces siga aprendiendo!