Skrawanie wspomagane ultradźwiękami (USM)

Opis technologii

Skrawanie wspomagane ultradźwiękami jest procesem kształtowania ubytkowego materiałów twardych i kruchych, w którym głównym mechanizmem przerwania spójności materiału obrabianego są mikrowykruszenia.

W procesie USM narzędzie skrawające oprócz konwencjonalnych ruchów roboczych (głównego i posuwowego) wykonuje ruch drgający o częstotliwości ultradźwiękowej, najczęściej zorientowany w kierunku prostopadłym do obrabianej powierzchni. Stosowane są sprężyste drgania mechaniczne narzędzia o częstotliwości w zakresie 16-50 kHz, wzbudzane przez układ akustyczny wyposażony w generator ultradźwiękowy.

Wyróżnia się następujące odmiany obróbki USM:

  1. udarowo-ścierne – narzędzie drga z częstotliwością ultradźwiękową, oddziałując udarowo na powierzchnię obrabianą za pośrednictwem bardzo drobnych ziaren proszku ściernego, wprowadzanego w postaci zawiesiny do szczeliny pomiędzy czoło narzędzia, a przedmiot obrabiany;
  2. szlifowanie wspomagane ultradźwiękami – polega na kształtowaniu ubytkowym wyrobów przy pomocy ściernicy wykonującej jednocześnie ruch obrotowy oraz drgający z częstotliwością ultradźwiękową;
  3. frezowanie wspomagane ultradźwiękami – polega na kształtowaniu ubytkowym wyrobów przy pomocy frezu wykonującego jednocześnie ruch obrotowy oraz drgający z częstotliwością ultradźwiękową.

Wizualizacja działania

Typy materiałów obrabianych

  • stale zahartowane
  • węgliki spiekane metali

Przykładowe produkty

  • wirniki turbin
  • kształtki i elementy strukturalne
  • tarcze hamulcowe

Wdrażanie technologii

Potrzebne zasoby

  • obrabiarka USM
  • centrum frezarskie z dodatkowym przetwornikiem ultradźwiękowym

Wymagane kompetencje

  • szkolenie w zakresie obróbki skrawaniem
  • szkolenie w zakresie programowania obrabiarek CNC
  • duże doświadczenie praktyczne w obróbce skrawaniem

Aspekty środowiskowe

Zużycie wody

Zużycie energii

Wytwarzane odpady

Ocena ekspercka

Konkurencyjność

Użyteczność

Wpływ środowiskowy

Ośrodki rozwoju

  • Politechnika Rzeszowska

Uwarunkowania prawne

Przedsiębiorstwa korzystające z technologii