Co je ultrazvukové obrábění?

Ultrazvukové obrábění je metoda broušení, která používá spíše abrazivní kapalinu než přímý kontakt s nástrojem. Většina procesů broušení zahrnuje pracovní nástroj, který je v přímém kontaktu s obrobkem, aby se vytlačil materiál pryč. Při ultrazvukovém obrábění protéká přes obrobek kapalina naplněná abrazivním materiálem a pracovní nástroj vibruje proti abrazivům. Brusné materiály ovlivňují obrobek a odstraňují materiál. Protože se nástroj přímo nedotýká obrobku, tlak a materiály nástroje používané při ultrazvukovém obrábění se často velmi liší od materiálů používaných u běžnějších obráběcích technik.

Klíčem k procesu ultrazvukového obrábění je abrazivní kapalina. Tento materiál, nazývaný kaše, je směsí volně tekoucí kapaliny a jednoho nebo více typů pevného abraziva. Kapalnou částí kaše je obecně voda. Pro některé práce lze místo toho použít benzen, glycerol nebo olej, ale zvýšení viskozity kapaliny často povede ke zpomalení procesu.

Protože brusivo použité v ultrazvukové obráběcí kaši musí být tvrdší než obráběný materiál, je běžná široká škála brusiv. Základní brusiva jsou často karbid křemíku nebo karbid boru, většinou kvůli jejich tvrdosti a nízkým nákladům. Diamantový prach se občas používá pro zpracování nejtvrdších materiálů.

Pracovní nástroj používaný při ultrazvukovém obrábění se liší od nástrojů používaných ve standardním procesu. Nástroj je často vyroben z měkčího materiálu s vysokou plasticitou. To umožňuje, aby brusivo dopadlo na nástroj, ale nepoškozovalo ho způsob zpracování opracovaného materiálu. Tyto nástroje jsou často příliš měkké pro standardní obrábění; deformují se, jakmile se dotknou obrobku.

Proces obrábění kusu ultrazvukem vypadá podobně jako normální proces, ale ve skutečnosti je docela odlišný. Kaše teče přes pracovní oblast a vytváří spojení mezi obrobkem a pracovním nástrojem. Nástroj vibruje, což způsobuje, že se brusivo odrazí tam a zpět mezi kusem a nástrojem. Protože se nástroj deformuje, absorbuje nárazy brusiva, zatímco obrobek vyvíjí malé praskliny. Praskliny nakonec způsobí odlomení malých kusů, dokud obrobená oblast obrobku neodpovídá tvaru pracovního nástroje.

Nejčastějším důvodem použití ultrazvukového obrábění je situace, kdy je obrobek velmi křehký. U křehké látky způsobí standardní strojový proces popraskání a zlomení materiálu. Výsledkem bude obecně zničený finální produkt. Ultrazvukové obrábění využívá tisíce drobných nárazů a velmi malého tlaku k přesunutí materiálu pryč od látky. To málokdy za následek zlom, dokonce i ve velmi křehkých materiálech.