Usinagem Ultrassônica (USM): Peças, Processo, Aplicações e Benefícios – Guia em PDF

Você deve ter ouvido falar de sensores ultrassônicos, medidores de vazão ultrassônicos, testes ultrassônicos e muito mais. Hoje veremos outro tipo de processo de usinagem não tradicional chamado "Usinagem ultrassônica" também conhecido como USM.

Baixe sua cópia em PDF da usinagem ultrassônica no final do artigo.

O que é usinagem ultrassônica?

O processo de máquina ultrassônica é um processo de usinagem não tradicional no qual uma ferramenta de alta frequência vibra contra o material da peça de trabalho com uma pasta abrasiva entre eles através de um bico.

Diferente de máquinas convencionais como a máquina CNC, o processo de usinagem ultrassônica pode ser usado para usinar materiais como cerâmicas, aço, pedras preciosas, etc.

Princípio de funcionamento da usinagem ultrassônica

O processo de usinagem ultrassônica é similar ao processo de usinagem a jato abrasivo.

Construção da usinagem ultrassônica

1. Fonte de alimentação
2. Gerador de alta frequência
3. Transdutor eletromecânico
4. Transformador de amplitude ultrassônica
5. Porta-ferramenta
6. Ferramenta
7. Pasta abrasiva
8. Bomba

Fonte de alimentação

O processo de usinagem ultrassônica requer uma fonte de alimentação de corrente alternada para sua operação.

Gerador de alta frequência

O gerador de alta frequência aumenta a frequência de 50-60Hz da corrente alternada para cerca de frequência na faixa de 20.000 a 40.000 Hz.

Transdutor eletromecânico

O transdutor eletromecânico recebe a corrente do gerador de alta frequência e a converte em vibrações mecânicas.

Transformador de amplitude ultrassônica

É usado para amplificar as vibrações produzidas pelo transdutor eletromecânico. Também é conhecido como "corneta".

Porta-ferramenta

No final do transformador de amplitude ultrassônica, o porta-ferramenta está situado. Como o nome sugere, o porta-ferramenta mantém a ferramenta firmemente em um lugar durante a operação.

Ferramenta

A ferramenta é feita de materiais como aço inoxidável, aço doce, etc. Além disso, a ferramenta tem a forma da cavidade a ser formada na peça de trabalho.

Pasta abrasiva

Uma pasta abrasiva é uma mistura de partículas abrasivas como carboneto de silício, alumina ou carboneto de boro misturadas com água ou óleo.

Devido às partículas abrasivas, a erosão do material da peça de trabalho ocorre.

Bomba

Uma bomba centrífuga é usada para bombear a pasta abrasiva a uma pressão desejada sobre a peça de trabalho.

Funcionamento do processo de Usinagem Ultrassônica

Quando a fonte de alimentação é ligada, a corrente alternada flui através do gerador de alta frequência onde a frequência é amplificada para 20 kHz – 40 kHz.

Fonte – Four30, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Esta corrente alternada de alta frequência é passada para o transdutor eletromecânico que converte a corrente elétrica em vibrações mecânicas.

Estas vibrações são então amplificadas e transferidas para a ferramenta.

A pasta abrasiva é continuamente bombeada entre a ferramenta e a peça de trabalho.

As vibrações da ferramenta fazem com que a pasta abrasiva impacte a peça de trabalho. Devido à ação abrasiva da pasta, a peça de trabalho é removida pouco a pouco.

É assim que o processo de usinagem ultrassônica funciona.

Confira este vídeo de animação de meio minuto do processo de usinagem ultrassônica:

Vantagens da usinagem ultrassônica

• A usinagem ultrassônica é capaz de usinar materiais quebradiços.
• Um bom acabamento superficial é obtido.
• É altamente precisa.
• A operação é econômica.
• Materiais condutores e não condutores podem ser usados.

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Limitações da usinagem ultrassônica.

• A usinagem ultrassônica consome muita energia.
• Tem uma baixa taxa de remoção de metal.
• A pasta abrasiva deve ser substituída periodicamente.
• Alto investimento inicial.
• A ponta da ferramenta está sujeita a desgaste e, portanto, vida útil mais curta.

Aplicações da usinagem ultrassônica

• A usinagem ultrassônica é usada para usinar materiais quebradiços.
• Retificação de materiais quebradiços.
• Furação escalonada
• Furação de furos.
• Gravação.
• Produção de formas finas e intrincadas.
• Usinagem de materiais como tungstênio, carbonetos, pedras preciosas.

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ Esta é uma visão geral da Usinagem ultrassônica. Deixe-nos saber seus pensamentos nos comentários.

Voltaremos com outro artigo interessante, até lá continue aprendendo!