Usinage par ultrasons :pièces, façonnage, usages, avantages avec PDF

Vous devez avoir entendu parler des capteurs à ultrasons, des débitmètres à ultrasons, des tests à ultrasons et bien plus encore. Aujourd'hui, nous verrons un autre type de processus d'usinage non traditionnel appelé "Usinage par ultrasons ” également connu sous le nom d'USM.
Téléchargez votre copie PDF de Usinage par ultrasons à la fin de l'article.

 Qu'est-ce que l'usinage par ultrasons ?

Le processus de la machine à ultrasons est un processus d'usinage non traditionnel dans lequel un outil à haute fréquence vibre contre le matériau de la pièce avec une suspension abrasive entre eux à travers une buse.
Contrairement aux machines conventionnelles comme la machine CNC, le processus d'usinage par ultrasons est peut être utilisé pour l'usinage de matériaux comme la céramique, l'acier, les pierres précieuses, etc.

Principe de fonctionnement de l'usinage par ultrasons

Le processus d'usinage par ultrasons est similaire au processus d'usinage par jet abrasif.

Construction de l'usinage par ultrasons

1. Alimentation
2. Générateur haute fréquence
3. Transducteur électromécanique
4. Transformateur d'amplitude ultrasonore
5. Porte-outil
6. Outil
7. Lisier abrasif
8. Pompe

Alimentation

Le processus d'usinage par ultrasons nécessite une alimentation électrique d'un courant alternatif pour son fonctionnement.

Générateur de haute fréquence

Le générateur haute fréquence augmente la fréquence 50-60 Hz du courant alternatif à environ une fréquence comprise entre 20 000 et 40 000 Hz.

Transducteur électromécanique

Le transducteur électromécanique reçoit le courant du générateur haute fréquence et le convertit en vibrations mécaniques.

Transformateur d'amplitude ultrasonique

Il sert à amplifier les vibrations produites par le transducteur électromécanique. On l'appelle aussi la "corne".

Porte-outil

A l'extrémité du transformateur d'amplitude ultrasonique se trouve le porte-outil. Comme son nom l'indique, le porte-outil maintient fermement l'outil au même endroit pendant le fonctionnement.

Outil

L'outil est composé de matériaux comme l'acier inoxydable, l'acier doux, etc. De plus, l'outil a la forme de la cavité à former sur la pièce.

Lissière abrasive

Une pâte abrasive est un mélange de particules abrasives comme le carbure de silicium, l'alumine ou le carbure de bore mélangé avec de l'eau ou de l'huile.
En raison des particules abrasives, l'érosion du matériau de la pièce a lieu.

Pompe

Une pompe centrifuge est utilisée pour pomper la suspension abrasive à la pression souhaitée sur la pièce.

Fonctionnement du processus d'usinage par ultrasons

Lorsque l'alimentation est allumée, le courant alternatif circule à travers le générateur haute fréquence dans lequel la fréquence est amplifiée à 20 kHz - 40 kHz.

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

 

Ce courant alternatif haute fréquence est transmis au transducteur électromécanique qui convertit le courant électrique en vibrations mécaniques.
Ces vibrations sont ensuite amplifiées et transmises à l'outil.
La pâte abrasive est continuellement pompée entre l'outil et la pièce.
Les vibrations de l'outil provoquent l'impact de la pâte abrasive sur la pièce. En raison de l'action abrasive de la boue, la pièce est retirée petit à petit.
C'est ainsi que fonctionne le processus d'usinage par ultrasons.
Regardez cette vidéo d'animation d'une demi-minute du processus d'usinage par ultrasons :

Avantages de l'usinage par ultrasons

• L'usinage par ultrasons est capable d'usiner des matériaux fragiles.
• Une bonne finition de surface est obtenue.
• C'est très précis.
• Le fonctionnement est économique.
• Des matériaux conducteurs et non conducteurs peuvent être utilisés.

Vous aimerez peut-être aussi lire :

• Qu'est-ce que le processus d'usinage par décharge électrique ?
• Propriétés mécaniques des matériaux que vous devez connaître.
• Processus d'extrusion.
• Qu'est-ce qu'une pompe à piston ?

Limites de l'usinage par ultrasons.

• L'usinage par ultrasons consomme beaucoup d'énergie.
• Il a un faible taux d'enlèvement de métal.
• Le coulis abrasif doit être remplacé périodiquement.
• Investissement initial élevé.
• La pointe de l'outil est subjective à l'usure et donc à une durée de vie plus courte.

Applications de l'usinage par ultrasons

• L'usinage par ultrasons est utilisé pour usiner des matériaux fragiles.
• Meulage de matériaux fragiles.
• Perçage par étapes
• Percer des trous.
• Gravure.
• Produire des formes fines et complexes.
• Matériaux d'usinage comme le tungstène, les carbures, les pierres précieuses.

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅C'est un aperçu de l'usinage par ultrasons . Faites-nous part de vos réflexions dans les commentaires.
Nous reviendrons avec un autre article intéressant, d'ici là, continuez à apprendre !