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