Corte ultrassônico de materiais

O princípio do corte ultrassônico é completamente diferente das tecnologias tradicionais de corte de materiais. No primeiro caso usamos energia ultrassônicaque não requer afiação das arestas de corte da ferramenta e aplicação de grandes forças.

Ao contrário do corte mecânico, o corte ultrassônico não tem lascas, ruído, bordas queimadas como laser ou outro tratamento térmico, fumaça ou gases. Em comparação com o corte por jato de água, não há penetração de umidade no material. Em termos de redução de custos, o corte ultrassônico é uma alternativa ao corte a laser e a água.

A ponta de corte vibra ultrassonicamente, o que causa muito pouco atrito e o material de corte não gruda, o que é especialmente importante para materiais viscosos e elásticos, alimentos congelados, borracha e outros materiais que não podem ser cortados sob pressão.

Ondas de ultrassom não podem ser ouvidas por humanos. A faca de corte ultrasônica vibra com uma amplitude de 10 — 70 µm na direção longitudinal. A vibração é microscópica, por isso não pode ser vista. O movimento repete-se 20.000 — 40.000 vezes por segundo (frequência 20 — 40 kHz).

Dispositivos de ultrassom com frequência mais baixa têm mais peso e mais potência. Amplitudes mais altas também podem ser alcançadas em frequências mais baixas. Máquinas com frequência de 20 kHz são mais adequadas para cortar materiais grossos e resistentes.

A desvantagem de tais dispositivos é que a frequência ultrassônica está próxima da faixa audível e medidas de redução de ruído podem ser necessárias durante a operação.

Os dispositivos de 35 kHz são mais adequados para materiais mais finos, como folhas, imitações de couro e têxteis, bem como para o processamento de formas complexas. Ao mesmo tempo, as máquinas são silenciosas em operação.

Exemplos de aplicação para corte ultrassônico

Os dispositivos de corte ultrassônico consistem em um transdutor ultrassônico, uma ponta de cubo, uma faca e uma fonte de alimentação. Um transdutor ultrassônico é usado para converter energia elétrica em energia mecânica (ultrassônica).

Atualmente, a eletrostrição é usada quase universalmente – o efeito é o oposto piezoelétrico… Isso significa que uma tensão elétrica alternada é aplicada ao transdutor em uma placa de cerâmica ou quartzo que gera ultrassom. O concentrador acústico aumenta a amplitude das vibrações de saída na área de corte.

O material é amolecido e cortado por energia ultrassônica, e a lâmina da faca simplesmente desempenha o papel de posicionar o corte e emitir energia ultrassônica. As forças de corte são reduzidas em cerca de 75% e a produtividade do processo de corte é significativamente aumentada em comparação com outros métodos de corte.

Abrasivos podem ser usados ​​para aumentar a eficiência do corte.

Máquinas de corte ultrassônicas

A velocidade de corte depende do material a ser processado e geralmente é determinada pela relação: V = 4 * X * e, onde X é a amplitude máxima de vibração, m, e é a frequência ultrassônica, Hz.

Assim, com amplitude de 12 mícrons e frequência de 35 kHz, a velocidade de corte será: 4 * 0,000012 * 35000 = 1,68 m / s.

Como é conhecido de outras tecnologias (por exemplo, no corte mecânico), com o aumento da velocidade de corte, não só as forças de corte, mas também o desgaste da lâmina da ferramenta de corte diminuem. Portanto, as lâminas de metal duro também são recomendadas para corte ultrassônico. A durabilidade das lâminas de metal duro pode chegar a 20.000 m ou mais.

Dispositivo de corte ultrassônico portátil

O corte ultrassônico é adequado para materiais como borracha, PVC, placas de circuito impresso, filmes, compósitos, plásticos, todos os tipos de papel, tecidos, tapetes, couro, alimentos (carne congelada, doces, pão, chocolate, etc.), filmes finos e materiais de favo de mel, para limpeza de fósseis, para remoção de ferrugem e tinta, para gravação e entalhe em metal, para marcação em metal.

O corte ultrassônico pode ser feito tanto no modo manual quanto com a ajuda de instalações automatizadas e robôs, também existem modelos para corte 3D de materiais apícolas.