Почему механическое сверление не подходит
Алмазное сверление керамики, стекла и кристаллов даёт качественный результат только при высоких оборотах и осторожном режиме. Цена этого — сколы на выходе отверстия и микротрещины в глубине.
Причина физическая: инструмент давит на материал с большой силой, а хрупкий материал сопротивляется не деформацией, а разрушением. Напряжения концентрируются по краям отверстия, и там возникают трещины. Убрать их после сверления нельзя — они уже в объёме детали.
Лазер и зона термического влияния
Лазерная обработка не создаёт механических напряжений: материал испаряется, а не выдавливается. Проблема в нагреве: вокруг реза остаётся зона термического влияния (ЗТВ), и в стекле и кристаллах она проявляется микротрещинами и изменением свойств. Для оптических деталей это недопустимо.
Как работает ультразвуковой инструмент
Рабочее окончание соединено с преобразователем и совершает колебания 22 кГц. К заготовке он прижимается с постоянным усилием, а в зазор подаётся абразивная суспензия: колеблющееся окончание сообщает зёрнам удары, и они разрушают материал точно в зоне контакта. Крошка и пыль выносятся потоками суспензии.
Отсюда главное преимущество: форма отверстия повторяет форму рабочего окончания. Нужно круглое отверстие — берётся цилиндрический инструмент, нужно квадратное или профильное — соответствующий. Окончания изготавливаем по чертежу детали.
Минимальный диаметр
По паспорту аппараты выполняют отверстия от 1,5 до 50 мм — нижняя граница определяется размером окончания. Качество кромки при этом остаётся высоким: сколов и микротрещин нет.
Отдельная область применения — отверстия в оптических и электронных деталях: стеклянные линзы, пластины, окна, кристаллы для оптики.
Точность и повторяемость
Точность размерных операций определяется точностью оснастки и станины. Геометрия окончания задаёт форму, параметры режима — стабильность результата, поэтому деталь к детали получается одинаковой.
Финишная доводка после ультразвуковой обработки обычно не требуется, что сокращает маршрут изготовления.
Обработка сложных форм
Метод не ограничен плоскостью: работает на криволинейных поверхностях, во внутренних полостях и на деталях с изменяющейся толщиной стенки. Ограничение одно — геометрия инструмента, тогда как для алмазной и электроискровой обработки нужна определённая геометрия заготовки.
Материалы
- Оптическое стекло и кварц. Линзы, пластины, окна, измерительная оптика.
- Керамика. Электронная и техническая керамика, ферриты, изоляторы.
- Кристаллы. Сапфир, рубин, кремний, ниобат лития.
- Полупроводники и подложки. Пластины кремния, сапфировые подложки.
Металлы, сплавы и пластики методом не обрабатываются: металл деформируется, а не разрушается, пластик плавится. Для них существуют другие технологии.
Оснащение
Базовые версии — компактные системы с генератором, преобразователем, держателем инструмента и рабочим столом с фиксацией заготовки; часть моделей поставляется на штативе или станине, часть — без неё, для установки на оборудование заказчика. По предварительному согласованию комплектуем пневмоцилиндром для прижима или перемещением по осям.
Сменные рабочие окончания и накладки изготавливаются по чертежу детали. Если задача — резка листовых материалов, смотрите ультразвуковой нож; если нужна интенсификация механической обработки металла, — наложение колебаний на режущий инструмент.
Оборудование выпускаем с 1994 года; аппараты поставляем с настроенной системой под материал и геометрию детали.
