Un enfoque novedoso para el rectificado asistido por ultrasonidos se centra en la excitación de la pieza de trabajo en lugar de la herramienta. Crédito:KTU
Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), Lituania ha desarrollado un enfoque novedoso para el rectificado de precisión de materiales duros y quebradizos logrando una eficiencia incomparable de este proceso. Al experimentar con el carburo de tungsteno, crearon una tecnología innovadora para dar forma al material extremadamente fuerte y, sin embargo, fácilmente rompible en una forma deseable.
La demanda de la industria de alta tecnología por componentes ópticos de alto rendimiento, desde lentes de vidrio para productos de consumo como cámaras digitales hasta productos de alta gama como sistemas médicos, está aumentando exponencialmente. En moldeo de vidrio de precisión, que permite la producción de componentes ópticos a partir de vidrio sin esmerilar ni pulir, materiales de molde duros y resistentes a altas temperaturas, como el carburo de tungsteno, Están siendo usados.
"Mecanizar carburo de tungsteno para hacer los detalles cilíndricos utilizados en el moldeado de elementos ópticos es un desafío. Primero, es un material muy duro, por lo que cualquier herramienta que entre en contacto con ella se desgastará casi al instante, segundo, si la herramienta se inserta demasiado profundamente en la superficie del carburo de tungsteno, el último se rompe. Para poder mecanizar el material duro y quebradizo, necesita alcanzar el estado de deformación plástica, cuando se puede moldear y formar sin romperse, "explica Gytautas Balevičius, investigador del Instituto de Mecatrónica KTU.
Una de las formas de lograr la deformación plástica de la pieza de trabajo es la excitación ultrasónica de la herramienta. En otras palabras, la herramienta comienza a vibrar y la vibración se transfiere a la pieza de trabajo. Cuanto mayor sea la frecuencia de excitación, mayores serán las posibilidades de lograr el estado de deformación plástica del material que se está rectificando. En un entorno de laboratorio, Es posible alcanzar la frecuencia de excitación necesaria para la deformación plástica usando nano-rayado, pero hasta ahora ha sido imposible alcanzar estas frecuencias en condiciones industriales.
Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), Lituania ha desarrollado un enfoque novedoso para el rectificado de precisión de materiales duros y quebradizos. Crédito:KTU
Aunque en el mecanizado de los materiales duros, como el carburo de tungsteno, se utilizan herramientas de diamante, su desgaste en el proceso es significativo. Como la profundidad de inserción de la herramienta en la superficie puede ser mínima, el proceso de molienda es largo e ineficaz.
"Hemos propuesto un enfoque novedoso para el rectificado asistido por ultrasonidos. Al centrarnos en la excitación de la pieza de trabajo en lugar de la herramienta, hemos alcanzado la frecuencia de 80-100 kHz, que actualmente es muy difícil de lograr en la industria a nivel mundial, "dice Balevičius, un doctorado estudiante de la Facultad de Ingeniería y Diseño Mecánico de KTU, uno de los autores de la invención.
La alta frecuencia de la excitación permite lograr el estado de deformación plástica de la pieza de carburo de tungsteno, lo que significa que la herramienta se puede insertar más profundamente en la superficie. Esto hace que el proceso de trituración sea más eficiente.
Al experimentar con el carburo de tungsteno, crearon una tecnología innovadora que permite moldear el material extremadamente fuerte y, sin embargo, fácilmente rompible en una forma deseable. Crédito:KTU
"Se necesitan ópticas de alto rendimiento para la amplia gama de productos, desde todos los teléfonos inteligentes hasta las complicadas herramientas utilizadas en medicina o astrofísica. Al optimizar el proceso de producción de ópticas de precisión, estamos haciendo una contribución significativa a la industria de alta tecnología, colocar a Lituania en el mapa de las industrias de precisión, "dice el profesor Vytautas Ostaševičius, Director del Instituto de Mecatrónica de KTU, líder del grupo de investigación detrás de la invención.
Los científicos de KTU han creado tres tecnologías innovadoras en el proceso de esta investigación. Se ha presentado una solicitud de patente para el equipo innovador que integra estas tecnologías a la Oficina Estatal de Patentes de Lituania.
La comercialización de las tecnologías y productos creados por los grupos de investigación de KTU está siendo facilitada por el Centro Nacional de Innovación y Emprendimiento de KTU, ventanilla única para empresas e industrias que deseen cooperar con la ciencia.
