Industrie-Lexikon

Ultraschallschwingläppen

Ultraschallschwingl√§ppen (√§lter: Ultraschallbohren) ist ein spanendes Fertigungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide zur Herstellung geometrisch komplexer Werkst√ľcke aus Werkstoffen, die zu spr√∂den Bruchverhalten neigen. Das Schwingl√§ppen ist nach DIN 8589 dem L√§ppen zugeordnet. Im Gegensatz zu anderen L√§ppverfahren dient es nicht der Feinbearbeitung bereits weitestgehend durch andere Verfahren geschaffener Werkst√ľcke, sondern der Erzeugung neuer Formen nur durch das Schwingl√§ppen.

Eine elektrische Hochfrequenzenergie wird mittels eines piezokeramischen Schallwandlers in mechanische Schwingung gleicher Frequenz umgewandelt. Die Amplitude des longitudinal schwingenden Schallwandlers betr√§gt nur 5 ¬Ķm. Zwischen Formwerkzeug und Schallwandler befindet sich daher eine weitere Einheit, bestehend aus Amplitudentransformator und Sonotrode (auch Bohrr√ľssel genannt), die die Amplitude auf 20–40 ¬Ķm verst√§rkt. Die vier genannten miteinander verbundenen Elemente bilden zusammen ein schwingungstechnisches System, das in Resonanz betrieben wird.

Das Verfahren beruht nun darauf, dass das im Ultraschallbereich (19–22 kHz) schwingende Formzeug die K√∂rner in die Werkst√ľckoberfl√§che einh√§mmert, so Mikrorisse erzeugt und schlie√ülich Bruchst√ľcke herausl√∂st. Dieser Prozess findet vorwiegend in der Bewegungsrichtung der Ultraschallschwingung statt. Nach M√∂glichkeit wird zudem der Einsatz rotierender Werkzeuge empfohlen, da hier der Abtrag wesentlich h√∂her ist. Die K√∂rner befinden sich in einer Fl√ľssigkeit oder Paste (L√§ppmittel). Dieses Gemisch wird kontinuierlich in den Spalt zwischen Formzeug und Werkst√ľck gesp√ľlt oder gepresst, wobei der Spalt ungef√§hr zweimal so breit sein soll wie die durchschnittliche Korngr√∂√üe.

Die Wahl des Kornwerkstoffs f√§llt wegen der guten Bruchf√§higkeit und damit Selbstsch√§rfung fast ausnahmslos auf Borcarbid, das ungef√§hr 25–35 Gew.% des L√§ppmittels einnimmt und in der Regel zwischen 50 und 60 ¬Ķm gro√ü ist. Da das Formzeug der gleichen Beanspruchung wie das Werkst√ľck unterliegt, muss es aus einem Werkstoff gefertigt sein, der entweder h√§rter als das Werkst√ľckmaterial ist oder gen√ľgende Resistenz gegen Abrasion aufweist. Daher werden vorwiegend Stahlwerkstoffe verwendet, da bei ihnen der Aufprall der K√∂rner √ľberwiegend zu elastischer und plastischer Verformung f√ľhrt.

Hauptgebiet des Ultraschallschwingl√§ppens ist es, feinste dreidimensionale Konturen aus Werkstoffen wie Keramik, Graphit oder Glas herauszuarbeiten. Es lassen sich Einsenkungen mit einem Durchmesser unter einem Millimeter in Werkst√ľcke einarbeiten, die d√ľnner als 200 ¬Ķm sind. Ein typisches Produkt ist die Graphitelektrode f√ľr das Senkerodieren.

Quelle: Wikipedia

 

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