Che cos'è la lavorazione ad ultrasuoni?
La lavorazione ad ultrasuoni è un metodo di macinazione che utilizza un liquido abrasivo anziché il contatto diretto dell'utensile. La maggior parte dei processi di rettifica coinvolge uno strumento di lavoro che fa contatto diretto con un pezzo in lavorazione al fine di eliminare il materiale. Nella lavorazione ad ultrasuoni, un liquido riempito di materiale abrasivo scorre attraverso il pezzo in lavorazione e lo strumento di lavoro vibra contro gli abrasivi. I materiali abrasivi incidono sul pezzo da lavorare e rimuovono il materiale. Poiché l'utensile non tocca direttamente il pezzo in lavorazione, la pressione e i materiali utilizzati nella lavorazione ad ultrasuoni sono spesso molto diversi da quelli utilizzati nelle tecniche di lavorazione più comuni.
La chiave di un processo di lavorazione ad ultrasuoni è il liquido abrasivo. Questo materiale, chiamato liquame, è una miscela di un liquido a flusso libero e uno o più tipi di abrasivo solido. La parte liquida della sospensione è generalmente acqua. Per alcuni lavori si possono usare invece benzene, glicerolo o olio, ma l'aumento della viscosità del liquido spesso porta a un processo più lento.
Poiché l'abrasivo utilizzato nella lavorazione ad ultrasuoni dei liquami deve essere più duro del materiale lavorato, è comune un'ampia gamma di abrasivi. Gli abrasivi di base sono spesso carburo di silicio o carburo di boro, principalmente a causa della loro durezza e basso costo. Occasionalmente, la polvere di diamante viene utilizzata per lavorare i materiali più duri.
Lo strumento di lavoro utilizzato nella lavorazione ad ultrasuoni è diverso da quelli utilizzati in un processo standard. Lo strumento è spesso realizzato in un materiale più morbido con un'elevata plasticità. Ciò consente agli abrasivi di avere un impatto sull'utensile, ma non di danneggiarlo come fa il materiale lavorato. Questi strumenti sono spesso troppo morbidi per lavori di lavorazione standard; si deformerebbero non appena toccano il pezzo da lavorare.
Il processo di lavorazione di un pezzo ad ultrasuoni sembra simile a un processo normale, ma in realtà è abbastanza diverso. La sospensione scorre sull'area di lavoro, creando una connessione tra il pezzo e lo strumento di lavoro. L'utensile vibra, facendo sì che gli abrasivi rimbalzino avanti e indietro tra il pezzo e l'utensile. Poiché l'utensile si deforma, assorbe gli impatti degli abrasivi mentre il pezzo in lavorazione sviluppa piccole crepe. Le crepe alla fine causano la rottura di piccoli pezzi fino a quando l'area lavorata del pezzo non corrisponde alla forma dell'utensile.
Il motivo più comune per utilizzare la lavorazione ad ultrasuoni è quando un pezzo da lavorare è molto fragile. Su una sostanza fragile, un processo macchina standard provocherà la rottura e la rottura del materiale. Ciò si tradurrà generalmente in un prodotto finale rovinato. La lavorazione ad ultrasuoni utilizza migliaia di piccoli impatti e una pressione molto ridotta per spostare il materiale lontano da una sostanza. Ciò si traduce raramente in una rottura, anche in materiali molto fragili.