¿Qué es el mecanizado ultrasónico?

El mecanizado ultrasónico es un método de rectificado que utiliza un líquido abrasivo en lugar del contacto directo de la herramienta. La mayoría de los procesos de rectificado implican una herramienta de trabajo que hace contacto directo con una pieza de trabajo para extraer material. En el mecanizado ultrasónico, un líquido lleno de material abrasivo fluye a través de la pieza de trabajo, y la herramienta de trabajo vibra contra los abrasivos. Los materiales abrasivos afectan la pieza de trabajo y eliminan el material. Dado que la herramienta no toca directamente la pieza de trabajo, la presión y los materiales de la herramienta utilizados en el mecanizado ultrasónico a menudo son muy diferentes de los utilizados en las técnicas de mecanizado más comunes.

La clave para un proceso de mecanizado ultrasónico es el líquido abrasivo. Este material, llamado lodo, es una mezcla de un líquido que fluye libremente y uno o más tipos de abrasivos sólidos. La parte líquida de la suspensión es generalmente agua. Para algunos trabajos, se puede usar benceno, glicerol o aceite, pero aumentar la viscosidad del líquido a menudo conducirá a un proceso más lento.

Dado que el abrasivo utilizado en la lechada de mecanizado ultrasónico debe ser más duro que el material mecanizado, es común una amplia gama de abrasivos. Los abrasivos básicos son a menudo carburo de silicio o carburo de boro, principalmente debido a su dureza y bajo costo. Ocasionalmente, el polvo de diamante se usa para trabajar los materiales más duros.

La herramienta de trabajo utilizada en el mecanizado ultrasónico es diferente de las utilizadas en un proceso estándar. La herramienta a menudo está hecha de un material más blando con una gran plasticidad. Esto permite que los abrasivos impacten la herramienta, pero no la dañen de la misma manera que lo hace el material trabajado. Estas herramientas a menudo son demasiado blandas para trabajos de mecanizado estándar; se deformarían tan pronto como tocaran la pieza de trabajo.

El proceso de mecanizado ultrasónico de una pieza se parece a un proceso normal, pero en realidad es bastante diferente. La lechada fluye sobre el área de trabajo, creando una conexión entre la pieza de trabajo y la herramienta de trabajo. La herramienta vibra, lo que hace que los abrasivos reboten entre la pieza y la herramienta. Dado que la herramienta se deforma, absorbe los impactos de los abrasivos mientras la pieza de trabajo desarrolla pequeñas grietas. Las grietas eventualmente causan que las piezas pequeñas se rompan hasta que el área mecanizada de la pieza de trabajo coincida con la forma de la herramienta de trabajo.

La razón más común para utilizar el mecanizado ultrasónico es cuando una pieza de trabajo es muy frágil. En una sustancia quebradiza, un proceso de máquina estándar hará que el material se agriete y se rompa. Esto generalmente dará como resultado un producto final arruinado. El mecanizado ultrasónico utiliza miles de pequeños impactos y muy poca presión para alejar el material de una sustancia. Esto rara vez resulta en una ruptura, incluso en materiales muy frágiles.