پاورپوینت ماشین کاری التراسونیک

این پاورپوینت به بررسی فرآیند ماشین کاری التراسونیک (USM) و کاربردهای آن در صنایع مختلف پرداخته است. این تکنولوژی برای ماشین کاری مواد سخت و شکننده، مانند سرامیک ها، با دقت بالا و بدون تولید تنش حرارتی مؤثر است.

مقدمه

ماشین کاری التراسونیک (USM) یکی از فرآیندهای غیر سنتی در صنایع تولیدی است که به منظور ماشین کاری مواد سخت و شکننده به کار می رود. این فرآیند به ویژه برای مواد غیر رسانا و رسانا کاربرد دارد و از اصل تغییر طول مغناطیسی استفاده می کند. در این روش، حرکت مکانیکی با فرکانس بالا و استفاده از دوغاب ساینده در کنار یک ژنراتور التراسونیک باعث انجام عملیات براده برداری می شود. این تکنولوژی به ویژه در صنایع ساخت ابزارهای دقیق، قالب سازی، و سرامیک کاری به کار می رود.

تاریخچه ماشین کاری التراسونیک

گرچه تفکر اولیه در مورد ماشین کاری با استفاده از امواج صوتی به سال 1927 باز می گردد، اولین کاربرد عملی این فناوری به دهه 1940 مربوط می شود. در این سال ها، تحقیقاتی در خصوص استفاده از امواج التراسونیک برای ماشین کاری و سوراخ کاری مواد آغاز شد. در دهه 1950، ماشین آلات آزمایشی برای سوراخ کاری و فرزکاری با استفاده از امواج صوتی تولید شدند. اولین ماشین سوراخ کاری با کنترل دستی که از تکنولوژی التراسونیک بهره می برد، در سال 1954 توسط شرکت Diatronia ساخته شد. با گذشت زمان، در سال 1960، ماشین آلات پیشرفته تر به صنعت معرفی شدند که با فرکانس های بالا توانستند دقت و کارایی بیشتری در فرآیندهای براده برداری ایجاد کنند.

قسمت های اصلی ماشین کاری التراسونیک

ماشین کاری التراسونیک از چند بخش اصلی تشکیل شده است که هرکدام نقش حیاتی در عملکرد کلی دستگاه دارند. این اجزاء عبارتند از:

1. ژنراتور (Generator): وظیفه تأمین انرژی نوسانی را بر عهده دارد و از چهار بخش اصلی تشکیل می شود: نوسان ساز، تقویت ولتاژ، تقویت توان اولیه، و تقویت توان ثانویه.
2. مبدل (Transducer): این بخش انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. مبدل های پیزوالکتریکی به دلیل راندمان بالا و توانایی تبدیل انرژی به ارتعاشات مکانیکی دقیق، معمولاً در این فرآیند به کار می روند.
3. ابزار گیر (Tool Holder): ابزار را در جای خود نگه می دارد و انرژی را از مبدل به ابزار منتقل می کند. جنس ابزار باید به گونه ای باشد که خواص صوتی خوبی داشته و در برابر خستگی مقاوم باشد.

قابلیت های فرآیند

ماشین کاری التراسونیک در مواقعی که قطعه کار سختی بالای 40 HRC دارد، به طور مؤثر عمل می کند. این فرآیند قادر است سوراخ هایی با قطرهای بسیار کوچک (حتی تا 76 میکرومتر) ایجاد کند و کیفیت سطح بالایی را به دست آورد. دقت این فرآیند معمولاً در بازه 25 تا 7 میکرومتر قرار دارد. همچنین، ماشین کاری با این روش تحت تأثیر عوامل مختلفی چون جنس قطعه، سختی قطعه، جنس ابزار، و اندازه دانه های ساینده قرار دارد. به طور کلی، این تکنولوژی می تواند بدون تولید تنش های حرارتی و مکانیکی در مواد سخت و شکننده، سطح های بسیار دقیق و صاف ایجاد کند.

کاربردهای ماشین کاری التراسونیک

ماشین کاری التراسونیک به طور خاص برای ماشین کاری مواد سخت و شکننده ای مانند سرامیک ها و مواد غیر هادی بسیار مؤثر است. این فناوری در صنایع مختلف از جمله ساخت قطعات الکترونیکی، تولید قالب ها، و ساخت ابزارهای دقیق کاربرد دارد. به عنوان مثال، از ماشین کاری التراسونیک برای تولید سوراخ های دقیق در سرامیک ها و شیشه ها استفاده می شود. یکی دیگر از کاربردهای جالب توجه این فرآیند، استفاده از آن برای ساخت سوراخ های چندگانه به طور همزمان در مواد مختلف است.

کارهای جدید

در سال های اخیر، تحقیقات جدید در زمینه استفاده از ماشین کاری التراسونیک برای تولید قطعات پیچیده تر و دقیق تر در صنایع پیشرفته مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این کاربردها، استفاده از این فناوری برای تولید پرده های توربین از جنس نیترید سیلیس است که نیاز به دقت بالا و ویژگی های مکانیکی خاص دارند. همچنین، تلاش هایی برای بهبود کارایی این فرآیند در ساخت قطعات میکرو و نانو مقیاس انجام شده است.