Mecanizado Ultrasónico (USM): Partes, Proceso, Aplicaciones y Beneficios – Guía PDF

Seguro has oído de sensores ultrasónicos, caudalímetros ultrasónicos, ensayos ultrasónicos y más. Hoy veremos otro proceso de mecanizado no tradicional llamado Mecanizado Ultrasónico o USM.

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¿Qué es el mecanizado ultrasónico?

El proceso de máquina ultrasónica es un proceso de mecanizado no tradicional donde una herramienta de alta frecuencia vibra contra el material de la pieza con una suspensión abrasiva entre ambas a través de una boquilla.

A diferencia de máquinas convencionales como CNC, el mecanizado ultrasónico puede usarse para mecanizar materiales como cerámicas, 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 del Mecanizado Ultrasónico

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

Fuente de alimentación

Requiere corriente alterna para su operación.

Generador de alta frecuencia

Aumenta la frecuencia de 50-60 Hz de la CA a unos 20.000–40.000 Hz.

Transductor electromecánico

Recibe corriente del generador y la convierte en vibraciones mecánicas.

Transformador de amplitud ultrasónica

Amplifica las vibraciones del transductor. También conocido como "cuerno" (horn).

Portaherramientas

Al final del transformador, sujeta firmemente la herramienta durante la operación.

Herramienta

Hecha de acero inoxidable, acero dulce, etc. Tiene la forma de la cavidad a formar en la pieza.

Suspensión abrasiva

Mezcla de partículas abrasivas (carburo de silicio, alúmina, carburo de boro) con agua u aceite. La erosión de la pieza ocurre por acción de las partículas abrasivas.

Bomba

Bomba centrífuga para impulsar la suspensión abrasiva a la presión deseada sobre la pieza.

Funcionamiento del Proceso de Mecanizado Ultrasónico

Al encender la alimentación, la corriente CA fluye por el generador de alta frecuencia donde se amplifica a 20–40 kHz. Esta corriente de alta frecuencia pasa al transductor electromecánico que la convierte en vibraciones mecánicas. Estas vibraciones se amplifican y transfieren a la herramienta. La suspensión abrasiva se bombea continuamente entre la herramienta y la pieza. Las vibraciones de la herramienta hacen que la suspensión impacte la pieza. Por la acción abrasiva, la pieza se remueve poco a poco. Así funciona el proceso de mecanizado ultrasónico.

Ventajas del mecanizado ultrasónico

• Capaz de mecanizar materiales frágiles.
• Buen acabado superficial.
• Alta precisión.
• Operación económica.
• Materiales conductores y no conductores pueden usarse.

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Limitaciones del mecanizado ultrasónico

• Consume mucha energía.
• Baja tasa de remoción de metal.
• La suspensión abrasiva debe reemplazarse periódicamente.
• Alta inversión inicial.
• La punta de la herramienta sufre desgaste y tiene vida más corta.

Aplicaciones del mecanizado ultrasónico

• Mecanizado de materiales frágiles.
• Rectificado de materiales frágiles.
• Taladrado escalonado (Step drilling).
• Taladrado de agujeros.
• Grabado.
• Producción de formas finas e intrincadas.
• Mecanizado de materiales como tungsteno, carburos, piedras preciosas.

Esta es una visión general del Mecanizado Ultrasónico. Déjanos tus comentarios. Volveremos con otro artículo interesante. ¡Sigue aprendiendo!