Ultraschallverarbeitung
Sie haben vielleicht noch nichts davon gehört, aber Ultraschall kann dabei helfen, Präzisionsmerkmale zu harten und zerbrechlichen Materialien zu verarbeiten.
Die Geschichte der Ultraschallverarbeitung kann bis vor 50 Jahren zurückverfolgt werden, aber es gibt heute relativ wenige Praktiker. Das Arbeitsprinzip der Ultraschallverarbeitung besteht darin, niederfrequente elektrische Signale an den Wandler zu senden, der elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandelt. Diese hochfrequente Vibrationsbewegung mit niedriger Amplitude wird akustisch auf ein spezielles Werkzeug übertragen, das normalerweise aus Stahl besteht und lineare Schwingungen erfährt. Die Werkzeugbewegung beträgt normalerweise weniger als 0,002 Zoll (0,508 mm) bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 20 kHz.
Die Ultraschallverarbeitung kann Glas, Saphir, technische Keramik, Siliziumkarbid, Quarz, Einkristallmaterialien, PCD, Ferrit, Graphit, Glaskohlenstoff, Verbundwerkstoffe und piezoelektrische Keramik schneiden.
Wenn sich das Werkzeug bewegt, fließt die Aufschlämmung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück. Die Aufschlämmung besteht aus Schleifpartikeln, die in Wasser oder chemischen Lösungen suspendiert sind. Schleifmittel umfassen Diamant, Aluminiumoxid, Borcarbid und Siliciumcarbid. Das ausgewählte Schleifmittel hängt von der Härte des Werkstückmaterials ab. Je härter das Werkstück, desto härter das Schleifmittel. Wenn das Werkzeug schwingt, hämmert es die Partikel in das Werkstück und schleift es, wobei ein präzises invertiertes Bild der Werkzeugform verbleibt. Auf die Kristallkörner wird eine geringe Kraft ausgeübt, die einen mikroskopischen Bruch des Werkstücks verursacht, wodurch Material entfernt wird. Die ausgeübte Kraft hängt vom Werkzeug oder der Anwendung ab. Im Vergleich zu herkömmlichen Verarbeitungsmethoden führt dies zu einer deutlichen Reduzierung der unterirdischen Schäden. Dies verringert wiederum die Möglichkeit eines Werkstückbruchs, der zu einem Geräteausfall führen kann.
