Ультразвуковое гравирование

августа 8, 2010

Физические основы. По физической природе ультразвук представляет собой упругие волны высокой частоты. Одна из важнейших особенностей ультразвука — возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольшой амплитуде колебаний.

Для получения ультразвука используют электромагнитные, электродинамические, магнитострикционные и пьезоэлектрические излучатели. Наиболее часто для обработки твердых хрупких материалов используются магнитострикционные излучатели, которые обычно состоят из двух основных частей: активной — собственно магнитостриктора и пассивной — акустического трансформатора упругих колебаний — концентратора.

Ультразвуковая обработка твердых материалов происходит под действием колеблющегося с ультразвуковой частотой инструмента в жидкой среде, содержащей абразивный порошок. При ультразвуковых колебаниях инструмент ударяет по частицам абразива, а те, в свою очередь, по обрабатываемому материалу с силой, превосходящей в несколько тысяч раз их силу тяжести Инструмент подается непрерывно в направлении колебаний с небольшим усилием. С обрабатываемого материала снимается слой мельчайших частичек, соответствующий форме инструмента. При этом происходят разрушения двух типов: выкрашивание размельченного материала непосредственно под частицей абразива и образование трещин, приводящих к выкалыванию частиц материала, имеющих размеры порядка размеров абразивных зерен. Съем материала увеличивается с увеличением амплитуды колебаний. Для увеличения амплитуды применяют концентраторы, концы которых выполнены в виде инструмента необходимой формы.

Производительность ультразвуковой обработки зависит от ряда факторов. Одни из них связаны с физическими свойствами обрабатываемого материала и геометрическими размерами рисунка, другие — с параметрами абразива (твердостью, плотностью, зернистостью), концентрацией суспензии и свойствами жидкости, третьи — с формой, размерами и материалами инструмента, а также режимами его работы (амплитудой и частотой колебаний, статическим давлением). Основное значение имеют твердость и хрупкость материала (способность к выкрашиванию мелких частиц под действием ударов абразива).

Опубликовано в Декоротивные изделия из стекла