Tall de materials per ultrasons

El principi de tall per ultrasons és completament diferent de les tecnologies tradicionals de tall de materials. En el primer cas fem servir energia ultrasònicaque no requereix esmolar els talls de l'eina i aplicar grans forces.

A diferència del tall mecànic, el tall per ultrasons no té xips, ni soroll, ni vores cremades com el làser o altres tractaments tèrmics, ni fums ni gasos. En comparació amb el tall per raig d'aigua, no hi ha penetració d'humitat al material. Pel que fa a la reducció de costos, el tall per ultrasons és una alternativa al tall per làser i aigua.

La punta de tall vibra per ultrasons, la qual cosa provoca molt poca fricció i el material de tall no s'enganxa, la qual cosa és especialment important per a materials viscosos i elàstics, aliments congelats, cautxú i altres materials que no es poden tallar sota pressió.

Les ones d'ultrasons no les poden escoltar els humans. El ganivet de tall ultrasònic vibra amb una amplitud de 10 a 70 µm en direcció longitudinal. La vibració és microscòpica, de manera que no es pot veure. El moviment es repeteix de 20.000 a 40.000 vegades per segon (freqüència de 20 a 40 kHz).

Els dispositius d'ultrasons amb una freqüència més baixa tenen més pes i més potència. També es poden aconseguir amplituds més altes a freqüències més baixes. Les màquines amb una freqüència de 20 kHz són més adequades per tallar materials gruixuts i forts.

El desavantatge d'aquests dispositius és que la freqüència d'ultrasons és propera al rang audible i poden ser necessàries mesures de reducció de soroll durant el funcionament.

Els dispositius de 35 kHz són més adequats per a materials més prims com ara paper d'alumini, imitació de cuir i tèxtils, així com per processar formes complexes. Al mateix temps, les màquines funcionen en silenci.

Exemples d'aplicació per al tall per ultrasons

Els dispositius de tall per ultrasons consisteixen en un transductor d'ultrasons, una punta de concentrador, un ganivet i una font d'alimentació. S'utilitza un transductor d'ultrasons per convertir l'energia elèctrica en energia mecànica (ultrasònica).

Actualment, l'electrostricció s'utilitza gairebé universalment; l'efecte és el contrari piezoelèctric… Això vol dir que s'aplica una tensió elèctrica alterna al transductor sobre una placa de ceràmica o de quars que genera ultrasons. El concentrador acústic augmenta l'amplitud de les vibracions sortints a la zona de tall.

El material es suavitza i es talla amb energia ultrasònica, i la fulla del ganivet simplement fa el paper de posicionar el tall i emetre energia ultrasònica. Les forces de tall es redueixen aproximadament un 75% i la productivitat del procés de tall augmenta significativament en comparació amb altres mètodes de tall.

Els abrasius es poden utilitzar per augmentar l'eficiència de tall.

Màquines de tall per ultrasons

La velocitat de tall depèn del material que s'està processant i es determina generalment per la relació: V = 4 * X * e, on X és l'amplitud màxima de vibració, m, e és la freqüència ultrasònica, Hz.

Així, amb una amplitud de 12 micres i una freqüència de 35 kHz, la velocitat de tall serà: 4 * 0,000012 * 35000 = 1,68 m / s.

Com és sabut per altres tecnologies (per exemple, en el tall mecànic), amb l'augment de la velocitat de tall, no només disminueixen les forces de tall, sinó també el desgast de la fulla de l'eina de tall, per tant, les fulles de carbur també es recomanen per a tall per ultrasons. La durabilitat de les fulles de metall dur pot ser de fins a 20.000 m o més.

Dispositiu de tall per ultrasons portàtil

El tall per ultrasons és adequat per a materials com ara cautxú, PVC, plaques de circuits impresos, pel·lícules, materials compostos, plàstics, tot tipus de paper, teixits, catifes, cuir, aliments (carn congelada, dolços, pa, xocolata, etc.), pel·lícula fina. i materials de bresca, per netejar fòssils, per eliminar l'òxid i la pintura, per gravar i tallar metalls, per marcar metalls.

El tall per ultrasons es pot fer tant en mode manual com amb l'ajuda d'instal·lacions automatitzades i robots, també hi ha models de tall en 3D de materials d'abelles.