ULTRASONIC: Innovativa lavorazione ad ultrasuoni per materiali duri e fragili
Tempi di lavorazione brevi, alta produttività e precisione per la produzione e la lavorazione ad ultrasuoni di materiali duri e fragili (materiali avanzati), come ceramica, vetro, corindone, carburo e materiali fibrorinforzati (compositi): tutto ciò ora è possibile con la rettifica, la fresatrice e la foratura assistita da ultrasuoni delle macchine della serie ULTRASONIC di DMG MORI.
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Lavorazione ULTRASONIC: Vantaggi della tecnologia Ultrasonic
La sovrapposizione di una vibrazione longitudinale ad ultrasuoni all’utensile rotante riduce le forze di processo fino al 50% durante la lavorazione. A seconda dei requisiti, ciò potrebbe consentire di aumentare le velocità di avanzamento, migliorare la qualità della superficie, ridurre al minimo l’usura dell’utensile e, di conseguenza, realizzare la produzione di materiali di alta precisione. Le cricche microscopiche all’interno del materiale (chiamate anche SSD o danni sub-superficiali) sono ridotte al minimo, il che riduce significativamente il tempo necessario per i successivi processi di lucidatura.
Tutte queste proprietà rendono la tecnologia a ultrasuoni un metodo altamente produttivo e affidabile, particolarmente adatto alla produzione di componenti nell’industria dell’ottica e dei semiconduttori. Che si tratti della rettifica a 5 assi di ceramiche, della foratura del vetro, dell’inserimento di microfori nei pezzi o di una combinazione di tutti questi elementi, la serie ULTRASONIC ha la macchina giusta per ogni applicazione.
- Ideale per la lavorazione di geometrie complesse di componenti in materiali avanzati duri e fragili come la ceramica, il vetro, il corindone, il carburo e persino i compositi.
- Fino al 50% di riduzione delle forze di processo grazie a ULTRASONIC
- Fino al 40% in meno di danni in profondità
- Incremento, fino al triplo, della produttività
- Possibilità di finiture superficiali di Ra ≤ 0,1 µm
- L'integrazione tramite interfaccia HSK consente di sfruttare appieno le funzioni convenzionali della macchina per la fresatura/tornitura.
- Configuazione flessibile
- Foratura ULTRASONIC
- Rettifica ULTRASONIC di ceramica, vetro con emulsione o olio
- ULTRASONIC 3rd Generation - Gestione di processo ottimale attraverso un controllo intelligente
- Riconoscimento e tracciamento automatico della frequenza ULTRASONIC complete (standard)
- Ottimizzazione individuale delle strategie di lavorazione attraverso il controllo dell'ampiezza (ciclo di programmazione ULTRASONIC) e la regolazione automatica dell'avanzamento (controllo dell'avanzamento ULTRASONIC) (opzione)
- Mandrino di attacco adattativo fino a max. 32.000 min-1
- Impiego di punte cave / elicoidali a partire da ø 0,1 mm
- Controllo automatico della forza di foratura (< 1 N)
- Adduzione refrigerante interna fino a 40 bar e monitoraggio preciso del flusso volumetrico (< 1ml)
- Espulsore automatico per carotaggi (per punte cave) per la prevenzione della rottura utensile
Panoramica delle macchine
Serie con la massima qualità nella lavorazione ad ultrasuoni
Con la serie ULTASONIC, DMG MORI ha creato una gamma di soluzioni innovative per la rettifica, la foratura, la fresatura e la fresatura-tornitura che, in combinazione con la lavorazione ad ultrasuoni, sono in grado di gestire anche i materiali più difficili. Gli utenti delle macchine DMG MORI beneficiano non soltanto di un’eccellente qualità dei componenti, ma soprattutto di una migliore affidabilità dei processi e di una maggiore durata.
ULTRASONIC 20 linear
La ULTRASONIC 20 linear è la scelta migliore per la rettifica, la fresatura e la foratura ad ultrasuoni della maggior parte dei componenti anche di piccole dimensioni. L’ULTRASONIC 20 linear è compatta e consente una lavorazione ad ultrasuoni affidabile e ad alte prestazioni. La versione HSC 20 linear consente la lavorazione HSC fino a 60.000 giri/min.
ULTRASONIC Universal / monoBLOCK
Le macchine ULTRASONIC Universal e monoBLOCK di DMG MORI sono un concetto di macchina di lunga data con tecnologia ad ultrasuoni integrata. I modelli ULTRASONIC sono impiegati da aziende di diversi settori per svariati compiti: dalla fresatura simultanea a 5 assi alla fresatura-tornitura con velocità al banco fino a 1200 giri/min, fino alla lavorazione ad alte prestazioni con coppie fino a 430 Nm. Una cosa vale per tutti i processi: la lavorazione ULTRASONIC trasforma ogni componente lavorato in un vero capolavoro.
Rettifica, fresatura e foratura assistite da ultrasuoni con la serie ULTRASONIC eVo
I centri di lavoro della serie ULTRASONIC eVo offrono un’ampia gamma di opzioni di lavorazione, dalla lavorazione simultanea a 5 assi altamente dinamica alle operazioni di fresatura-tornitura. Il design ottimizzato del portale combina la massima stabilità con un ingombro minimo e un’eccellente accessibilità all’area di lavoro. Nelle loro versioni dinamiche, i modelli ULTRASONIC eVo sono dotati di azionamenti lineari sugli assi X e Y. Le traslazioni rapide fino a 80 m/min consentono una produzione particolarmente economica.
ULTRASONIC Gantry / Portal
Le macchine della serie ULTRASONIC gantry / portal sono caratterizzate da una struttura a portale altamente stabile. Questo design è la base per la massima precisione, con un’incertezza di posizionamento ridotta a 8 µm. Allo stesso tempo, le macchine offrono prestazioni altamente dinamiche con una velocità di avanzamento fino a 60.000 mm/min. Oltre alla foratura e alla fresatura, le macchine ULTRASONIC a 5 assi possono essere utilizzate anche per eseguire operazioni di tornitura utilizzando la stessa configurazione. Altre caratteristiche chiave della serie ULTRASONIC Gantry/Portal sono le grandi distanze di traslazione fino a 6.000 mm e le elevate capacità di carico del banco fino a 25 tonnellate. Le varianti con cambio pallet, come quelle presenti sui centri di lavoro DMC, consentono di eseguire l’allestimento in parallelo per ottenere la massima produttività in produzione.
ULTRASONIC MicroDrill
ULTRASONIC MicroDrill offre il massimo grado di affidabilità del processo nella realizzazione di microfori in materiali duri e fragili. Con il supporto degli ultrasuoni e fino a 35.000 giri/min, il mandrino motore è la scelta ideale per operazioni di foratura altamente produttive. Per un rilevamento affidabile dell’usura dell’utensile, ULTRASONIC MicroDrill monitora la forza di avanzamento fino a 1N e, per gli utensili con raffreddamento interno, anche il flusso del refrigerante con elevata precisione. In tal modo è possibile evitare la rottura degli utensili e garantire una qualità dei componenti sempre elevata.
Domande importanti sulla tecnologia a ultrasuoni
Come funziona la lavorazione ad ultrasuoni?
Un generatore di ultrasuoni produce una tensione alternata ad alta frequenza, che viene trasferita senza contatto fisico al supporto dell’utensile rotante, detto anche attuatore, grazie a una trasmissione di energia induttiva brevettata. Gli elementi piezoelettrici dell’attuatore convertono la tensione alternata in oscillazione meccanica a ultrasuoni. La vibrazione così generata viene trasferita all’utensile.
Il generatore di ultrasuoni è gestito con algoritmi di controllo intelligenti per garantire che i parametri di processo ottimali siano mantenuti in ogni momento durante il processo di lavorazione. A seconda del tipo di lavorazione, l’utensile può oscillare fino a 65.000 volte al secondo con un’ampiezza fino a 15µm. Ciò consente all’utensile di rimuovere anche le particelle più piccole dalla superficie del materiale. Allo stesso tempo, l’utensile diamantato rimuove il materiale rimosso con un’ulteriore rotazione.
Quali processi e strategie vengono usati?
La strategia di lavorazione perfetta viene sviluppata specificamente per ogni materiale e per ogni compito di lavorazione e può essere implementata facilmente attraverso cicli ULTRASONIC selezionati. Basato su un portautensili HSKE32 / HSK-E 40 / HSK-A63 / HSK-A100, il sistema brevettato di attuatori ULTRASONIC può essere integrato in modo flessibile in quasi tutte le fresatrici a 5 assi di DMG MORI.
I concetti di macchina vanno dalla lavorazione standard a 3 assi alla lavorazione simultanea a 4 e 5 assi. Gli assi C ad alta velocità ad azionamento diretto e i pacchetti di fresatura-tornitura opzionali forniscono ulteriori capacità di lavorazione, ad esempio per la rettifica cilindrica esterna/interna di materiali avanzati duri e fragili.
Qual è la differenza rispetto alla lappatura a vibrazione ultrasonica?
La lappatura a vibrazione ultrasonica è una tecnica di produzione ad alta precisione per il taglio dei metalli. Ai sensi della norma DIN 8589, la lappatura a vibrazione ultrasonica è classificata come lappatura. A differenza di altri processi di lappatura, tuttavia, viene utilizzato solo per la foratura e il taglio. L’utensile vibra a frequenza ultrasonica in direzione longitudinale. A differenza della lavorazione ad ultrasuoni con le macchine della serie ULTRASONIC, il grano diamantato non si trova sull’utensile, bensì nel materiale di lappatura.