Qu'est-ce que l'usinage par ultrasons?
L'usinage par ultrasons est une méthode de rectification qui utilise un liquide abrasif plutôt que le contact direct avec l'outil. La plupart des processus de rectification impliquent un outil de travail établissant un contact direct avec une pièce afin de gommer le matériau. Lors de l'usinage par ultrasons, un liquide rempli de matériau abrasif s'écoule sur la pièce à travailler et l'outil de travail vibre contre les abrasifs. Les matériaux abrasifs affectent la pièce et enlèvent le matériau. Étant donné que l'outil ne touche pas directement la pièce à traiter, la pression et les matériaux utilisés dans l'usinage par ultrasons sont souvent très différents de ceux utilisés dans les techniques d'usinage plus courantes.
Le liquide abrasif est la clé d'un processus d'usinage par ultrasons. Ce matériau, appelé bouillie, est un mélange d’un liquide à écoulement libre et d’un ou plusieurs types d’abrasifs solides. La partie liquide de la suspension est généralement de l’eau. Dans certains cas, on peut utiliser du benzène, du glycérol ou de l'huile, mais l'augmentation de la viscosité du liquide ralentit souvent le processus.
Étant donné que l'abrasif utilisé dans les boues d'usinage par ultrasons doit être plus dur que le matériau usiné, une large gamme d'abrasifs est courante. Les abrasifs de base sont souvent du carbure de silicium ou du carbure de bore, principalement en raison de leur dureté et de leur faible coût. Parfois, la poussière de diamant est utilisée pour travailler les matériaux les plus durs.
L'outil de travail utilisé dans l'usinage par ultrasons est différent de ceux utilisés dans un processus standard. L'outil est souvent constitué d'un matériau plus tendre et d'une grande plasticité. Cela permet aux abrasifs d’impacter l’outil, sans toutefois l’endommager de la même manière que le matériau travaillé. Ces outils sont souvent beaucoup trop souples pour les travaux d’usinage standard; ils se déformeraient dès qu'ils toucheraient la pièce à travailler.
Le processus d'usinage d'une pièce par ultrasons ressemble à un processus normal, mais il est en réalité très différent. La boue coule sur la zone de travail, créant un lien entre la pièce et l'outil de travail. L'outil vibre, ce qui provoque le rebond des abrasifs entre la pièce et l'outil. Puisque l'outil se déforme, il absorbe les impacts des abrasifs pendant que la pièce à travailler développe de petites fissures. Les fissures entraînent éventuellement la rupture de petites pièces jusqu'à ce que la zone usinée de la pièce corresponde à la forme de l'outil de travail.
La raison la plus courante d'utiliser un usinage par ultrasons est lorsqu'une pièce est très fragile. Sur une substance friable, un processus de machine standard provoquera la fissuration et la rupture du matériau. Cela aboutira généralement à un produit final en ruine. L'usinage par ultrasons utilise des milliers d'impacts minuscules et très peu de pression pour éloigner les matériaux d'une substance. Cela entraîne rarement une rupture, même dans des matériaux très fragiles.