Mecanica

MAQUINADO ULTRASONICO

El mercado actual exige el lanzamiento de productos cada vez más novedosos y competitivos, por lo que se necesita realizar un esfuerzo añadido para fabricar productos tecnológicos avanzados mediante procesos de fabricación “tradicionales”, lo que no siempre permite obtener el resultado esperado. Por otra parte, la introducción de “materiales avanzados” en sectores como lamedicina, óptica, aerospacial o automoción está suponiendo un obligado desarrollo de procesos de fabricación alternativos para dar respuesta a las nuevas necesidades. El coste considerablemente superior de estas técnicas limita su uso exclusivamente a los casos en los que no se puedan emplear los métodos tradicionales

El maquinado ultrasónico es un proceso de maquinado no tradicional en elcual se dirigen a alta velocidad abrasivos contenidos en una pasta fluida sobre un trabajo, mediante una herramienta vibratoria en amplitud baja, de alrededor de 0.003 pulg ó 0.076mm y en una alta frecuencia de aproximadamente 20.000 Hz. La herramienta oscila en una dirección perpendicular a la superficie de trabajo y se alimenta lentamente para que la parte adopte la forma deseada. Sin embargo, loque ejecuta el corte es la acción de los abrasivos chocando contra la superficie de trabajo.
Los materiales de herramientas comunes que se usan en el MU incluyen el acero suave y el acero inoxidable. Los materiales abrasivos incluyen el nitrato de boro, el carburo de boro, el oxido de aluminio, el carburo de silicio y el diamante. El tamaño de las partículas de piedra para el esmeril varia entre100 y 2000. La amplitud de vibración debe establecerse aproximadamente igual al tamaño del esmeril y el tamaño del boquete debe mantenerse en alrededor del doble del esmeril. En un grado significativo, el tamaño del esmeril determina el acabado externo en la nueva pieza de trabajo.
Ademas del acabado externo, la velocidad de remoción de materiales es una importante variable de rendimiento en elmaquinado ultrasónico. Para determinado material de trabajo, la velocidad de remoción en el maquinado ultrasónico aumenta al incrementar la frecuencia y la amplitud de vibración, es decir, es directamente proporcional.
La acción de corte en el MU afecta tanto a la herramienta como al trabajo. Conforme las partículas abrasivas erosionan la superficie de trabajo, también desgastan la herramienta yafectan su forma. Por tanto es importante conocer los volumenes relativos que se remueven del material de trabajo y de la herramienta durante el proceso, asi como la velocidad de esmerilado. Esta razon de materia prima removida por desgaste de la herramienta varia para diferentes materiales de trabajo, en proporciones que van desde 100:1 para cortar vidrio, hasta 1:1 para cortar acero deherramientas.
La pasta fluida en el MU consiste en una mezcla de agua y particulas abrasivas. La concentracion de abrasivos en el agua varia del 20 al 60 %. La pasta debe circular en forma continua para que entren en accion los granos frescos en laabertura entre la herramienta y la pieza de trabajo. Tambien sirve para retirar las virutas y los restos de esmeril producidos por el proceso de corte.
Elmaquinado ultrasonico se desarrolló por la necesidad de maquinar materiales de trabajo duros y frágiles, tales como a ceramica, el vidrio y los carburos.





El creciente desarrollo de los materiales avanzados con propiedades superiores como alta dureza, gran resistencia mecánica al desgaste, baja densidad y resistencia a la abrasión a altas temperatura, como esel caso de las cerámicas técnicas, ha introducido la necesidad de su procesado. Sin embargo, el alto coste de mecanizado, que oscila entre el 30-60% e incluso el 90% del coste de producción, ha frenado claramente su expansión comercial.
En este punto, cabe subrayar que sólo los comúnmente denominados procesos no convencionales de mecanizado, como el mecanizado por ultrasonidos rotatorio,...