עיבוד שבבי אולטרסאונד ועיבוד אולטרסאונד רוטרי וטחינת אימפקט אולטרסאונד

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC IMPACT GRINDING, כאשר חומר מוסר ממשטח העבודה על ידי מיקרו-שבבים ושחיקה עם חלקיקים שוחקים באמצעות כלי רוטט המתנודד בתדרים קוליים, בסיוע תרחיץ שוחק שזורם בחופשיות בין חלק העבודה לכלי. זה שונה מרוב פעולות העיבוד הקונבנציונליות האחרות מכיוון שמופק מעט מאוד חום. קצהו של כלי העיבוד האולטראסוני נקרא "סונוטרודה" אשר רוטט באמפליטודות של 0.05 עד 0.125 מ"מ ובתדרים סביב 20 קילו-הרץ. הרעידות של הקצה מעבירות מהירויות גבוהות לגרגירי שוחקים עדינים בין הכלי למשטח היצירה. הכלי אף פעם לא נוגע בחומר העבודה ולכן לחץ ההשחזה הוא לעתים רחוקות יותר מ-2 פאונד. עקרון עבודה זה הופך את הפעולה הזו למושלמת עבור עיבוד חומרים קשים ושבירים במיוחד, כגון זכוכית, ספיר, אודם, יהלום וקרמיקה. הגרגירים השוחקים ממוקמים בתוך תמיסת מים בריכוז שבין 20 ל-60% בנפח. התרחיץ משמש גם כמנשא של הפסולת הרחק מאזור החיתוך/עיבוד שבבי. אנו משתמשים כגרגירים שוחקים בעיקר בורון קרביד, תחמוצת אלומיניום וסיליקון קרביד עם גדלי גרגרים הנעים בין 100 לתהליכי חיספוס ועד 1000 עבור תהליכי הגימור שלנו. טכניקת העיבוד הקולי (UM) מתאימה ביותר לחומרים קשים ושבירים כמו קרמיקה וזכוכית, קרבידים, אבנים יקרות, פלדות מוקשות. גימור פני השטח של עיבוד אולטראסוני תלוי בקשיות חומר העבודה/הכלי ובקוטר הממוצע של גרגירי השוחקים שבהם נעשה שימוש. קצה הכלי הוא בדרך כלל פלדה דלת פחמן, ניקל ופלדות רכות המחוברות למתמר דרך מחזיק הכלים. תהליך העיבוד האולטראסוני מנצל את העיוות הפלסטי של מתכת עבור הכלי ואת שבירות חומר העבודה. הכלי רוטט ודוחק כלפי מטה על התמיסה השוחקת המכילה גרגירים עד שהגרגרים פוגעים בחומר העבודה השביר. במהלך פעולה זו, חומר העבודה מתפרק בזמן שהכלי מתכופף מעט מאוד. באמצעות חומרי שוחקים עדינים, אנו יכולים להשיג סובלנות ממדי של 0.0125 מ"מ ואף טוב יותר עם עיבוד קולי (UM). זמן העיבוד תלוי בתדירות שבה הכלי רוטט, בגודל הגרגר ובקשיות, ובצמיגות של נוזל התמיסה. ככל שהנוזל פחות צמיג, כך הוא יכול לסחוב מהר יותר חומר שוחק משומש. גודל הגרגיר חייב להיות שווה או גדול מהקשיות של חומר העבודה. כדוגמה אנו יכולים לעבד חורים מיושרים מרובים בקוטר 0.4 מ"מ על פס זכוכית ברוחב 1.2 מ"מ עם עיבוד אולטראסוני.

 

 

 

תנו לנו להיכנס קצת לפיזיקה של תהליך העיבוד האולטראסוני. מיקרו-שבבים בעיבוד שבבי קולי אפשרי הודות ללחצים הגבוהים המיוצרים על ידי חלקיקים הפוגעים במשטח המוצק. זמני המגע בין חלקיקים למשטחים קצרים מאוד ובסדר גודל של 10 עד 100 מיקרו-שניות. זמן הקשר יכול להתבטא כך:

 

to = 5r/Co x (Co/v) exp 1/5

 

כאן r הוא הרדיוס של החלקיק הכדורי, Co היא מהירות הגל האלסטי בחומר העבודה (Co = sqroot E/d) ו-v היא המהירות שבה החלקיק פוגע במשטח.

 

הכוח שחלקיק מפעיל על פני השטח מתקבל מקצב השינוי של התנע:

 

F = d(mv)/dt

 

כאן m היא מסת התבואה. הכוח הממוצע של החלקיקים (הגרגרים) הפוגעים ומתרחקים מהמשטח הוא:

 

Favg = 2mv/to

 

הנה זמן הקשר. כאשר מספרים מחוברים לביטוי זה, אנו רואים שלמרות שהחלקים קטנים מאוד, מכיוון שגם שטח המגע קטן מאוד, הכוחות ובכך הלחצים המופעלים גבוהים באופן משמעותי כדי לגרום למיקרו-שבבים ושחיקה.

 

 

 

עיבוד אולטרה-סוני סיבובי (רום): שיטה זו היא וריאציה של עיבוד אולטרא-סוני, שבו אנו מחליפים את התרסיס השוחק בכלי בעל חומרי שיוף יהלומים מלוכדים מתכת שהוספגו או מצופים אלקטרוליטי על פני הכלי. הכלי מסובב ורטט על-קולית. אנו לוחצים את חומר העבודה בלחץ קבוע כנגד הכלי המסתובב והרוטט. תהליך העיבוד האולטסוני הסיבובי נותן לנו יכולות כמו ייצור חורים עמוקים בחומרים קשים בקצבי הסרת חומרים גבוהים.

 

 

 

מכיוון שאנו פורסים מספר טכניקות ייצור קונבנציונליות ולא קונבנציונליות, אנו יכולים לעזור לך בכל פעם שיש לך שאלות לגבי מוצר מסוים והדרך המהירה והחסכונית ביותר לייצור וייצורו.