Advanced Ceramics for
High-Tech Industries
Technologien & Know-how : Ultraschallbearbeitung
Diese Technologie wurde mit Hilfe der ONERA (Eigenentwicklung) installiert. So wurde unter anderem die Herstellung der Elektrodenträger in Siliciumdioxid für spatiale Beschleunigungsmesser (Programm GOCE der ESA) ermöglicht.
Das Prinzip
Das Prinzip beruht auf einer Transformierung des Elektro-Stroms (mit einer besonderen Frequenz für Ultraschall), welches durch eine mechanische Vibrierung an das Werkzeug weitergeleitet wird; die Frequenz der Vibration entspricht dem elektrischen Signal (20 KHZ).
Unser Ultraschallprozess unterscheidet sich von den existierenden Methoden, weil die Bearbeitung des Gegenstands ohne Kontakt zwischen Teil und Werkzeug hergestellt wird.
Die Ausstattung
Ein akustischer Block, der aus piezo-elektrischer Keramik besteht, leitet durch die Sonotrode eine Vibrierung an das Werkzeug, so kann die mechanische Amplitude (Elongation genannt) von 0,005 mm bis zu 0,07 mm angepasst werden. Das Ganze wird auf eine CNC Maschine gelegt und das Werkzeug verschiebt sich ohne Bewegung der Achsen XYZ.
Bearbeitung
Durch diese Vibrierung wird ein flüssiges Schleifmittel auf dem herzustellenden Teil verteilt. Die hohe Frequenz bei der Verteilungsinjektion führt durch das Reiben des Schleifmittels zur Bearbeitung des Werkstoffs. Leistungsfähigkeit und Qualität der Bearbeitung hängen von folgenden Parametern ab: Qualität, Zusammensetzung des Schleifmittels, Art des benutzten Werkzeugs, Geschwindigkeit, Amplitude und Vibrierung.
Vorteile
Nachstehend die Vorteile im Vergleich zur klassischen Fertigung:
- Möglichkeit sehr empfindliche Werkstoffe wie Siliciumdioxid zu bearbeiten, weil es keinen Kontakt zwischen Werkzeug und Gegenstand gibt
- Möglichkeit sehr harte Werkstoffe wie Borcarbid, Siliciumcarbid und Siliciumnitrid zu bearbeiten
- Herstellung von besonderen Formen wie viereckige, hexagone Löcher in sehr kleinen Massen (< mm)
- Bohren von tiefen Löchern (Durchmesser/Tiefe >10 bei kleinem Durchmesser)
Diese Fertigungstechnik ermöglicht es auch klassisches Bohren durchzuführen, insbesondere für kleine Maβe von 0,4mm Durchmesser.
