ULTRASONIC : Usinage innovant par ultrason pour les matériaux durs et cassants
Des temps de traitement courts, une productivité et une précision élevées pour la production et l’usinage de matériaux fragiles et durs (matériaux avancés), tels que la céramique, le verre, le corindon, le carbure et les matériaux renforcés de fibres (composites) : tout cela est désormais possible grâce à la rectification, au fraisage et au perçage assistés par ultrasons sur les machines de la série ULTRASONIC de DMG MORI.
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Usinage par ultrason avec ULTRASONIC : Avantages de la technologie des ultrasons
La superposition d’une vibration ultrasonique longitudinale à l’outil rotatif réduit les forces du processus jusqu’à 50 % pendant l’usinage. Selon les besoins, cela peut permettre d’augmenter les vitesses d’avance, d’améliorer la qualité de la surface, de minimiser l’usure de l’outil et, par conséquent, de réaliser la production de matériaux de haute précision. Les fissures microscopiques à l’intérieur du matériau (également appelées SSD ou dommages sous la surface) sont réduites au minimum, ce qui raccourcit considérablement le temps nécessaire aux processus de polissage ultérieurs.
Toutes ces propriétés font de la technologie des ultrasons une méthode très productive et fiable, particulièrement adaptée à la production de composants dans les secteurs de l’optique et des semi-conducteurs. Qu’il s’agisse de rectifier des céramiques sur 5 axes, de percer du verre, d’insérer des micro-trous dans des pièces ou d’une combinaison de tous ces éléments, la série ULTRASONIC offre la machine adaptée à chaque application.
- Idéal pour l'usinage des géométries de pièces complexes dans des matériaux avancés durs et fragiles tels que la céramique, le verre, le corindon, le carbure ou encore les composites.
- Jusqu'à 50% de réduction des forces de processus grâce à ULTRASONIC
- Jusqu'à 40% de réduction des dommages en profondeur
- Jusqu'à 3 fois plus de productivité
- Possibilité d'obtenir des états de surface de Ra ≤ 0,1 µm
- Intégration via l'interface HSK, fonctions machine traditionnelles pour le fraisage / tournage entièrement utilisables
- Configurable de manière flexible
- ULTRASONIC Usinage de perçage
- ULTRASONIC - rectification de la céramique, du verre avec une émulsion ou de l'huile
- ULTRASONIC 3rd Generation - contrôle optimal du processus grâce à une commande intelligente
- Détection et suivi automatique de la fréquence ULTRASONIC complete (en standard)
- Optimisation individuelle des stratégies d'usinage grâce à la régulation de l'amplitude (ULTRASASONIC Programming cycle) et à l'adaptation automatique de l'avance (ULTRASONIC feed control) (option).
- Broche d'attachement adaptative jusqu'à 32.000 min-1 max.
- Utilisation de forets creux / hélicoïdaux à partir de ø 0,1 mm
- Régulation automatique de la force de perçage (< 1 N)
- IKZ avec jusqu'à 40 bars et contrôle précis du débit (< 1ml)
- Éjection automatique des carottes (pour les forets creux) pour éviter la casse de l'outil
Vue d'ensemble des machines
Gamme de la plus haute qualité en matière d’usinage par ultrason
Avec la série ULTASONIC, DMG MORI a créé une gamme de solutions innovantes pour la rectification, le perçage, le fraisage et le tournage-fraisage, qui, en combinaison avec l’usinage par ultrason, sont capables de traiter les matériaux les plus exigeants. Les utilisateurs des machines DMG MORI bénéficient non seulement d’une excellente qualité des composants, mais aussi et surtout d’une plus grande fiabilité des processus et d’une durée de vie plus longue.
ULTRASONIC 20 linear
L’ULTRASONIC 20 linear est le meilleur choix pour la rectification, le fraisage et le perçage assistés par ultrasons de la plupart des pièces jusqu’à la taille de la main ! L’ULTRASONIC 20 linear est compact et permet un usinage par ultrasons performant et fiable. La version HSC pure de la machine (HSC 20 linear) permet l’usinage HSC à une vitesse maximale de 60 000 tr/min.
ULTRASONIC Universal / monoBLOCK
Les machines ULTRASONIC Universal et monoBLOCK de DMG MORI sont un concept de machine établi de longue date avec une technologie ultrasonique intégrée. Les modèles ULTRASONIC sont utilisés par des entreprises de différents secteurs pour de nombreuses tâches, du fraisage simultané sur 5 axes au fraisage-tournage avec des vitesses de banc allant jusqu’à 1 200 tr/min, en passant par l’usinage à haute performance avec des couples pouvant atteindre 430 Nm. Une chose est vraie pour tous les processus : L’usinage par ultrasons avec ULTRASONIC fait de chaque pièce usinée un chef-d’œuvre.
Rectification, fraisage et perçage assistés par ultrasons avec la gamme ULTRASONIC eVo
Les centres d’usinage de la série ULTRASONIC eVo offrent un large éventail d’options d’usinage, de l’usinage simultané à 5 axes hautement dynamique aux opérations de fraisage-tournage. La conception optimisée du portique allie une stabilité maximale à un encombrement minimal et à une excellente accessibilité à la zone de travail. Dans leurs versions dynamiques, les modèles ULTRASONIC eVo sont équipés d’entraînements linéaires sur les axes X et Y. Des déplacements rapides jusqu’à 80 m/min permettent notamment une production économique.
ULTRASONIC Gantry / Portal
Les machines de la gamme ULTRASONIC Gantry / Portal se caractérisent par une conception de portique très stable. Cette conception est à la base d’une précision maximale, l’incertitude de positionnement étant réduite à 8 µm. Dans le même temps, les machines offrent une performance très dynamique avec une vitesse d’avance allant jusqu’à 60 000 mm/min. Outre le perçage et le fraisage, les machines ULTRASONIC à 5 axes peuvent également être utilisées pour effectuer des opérations de tournage sur la même installation. Parmi les autres caractéristiques de la série ULTRASONIC Gantry/Portal, citons les grandes distances de déplacement (jusqu’à 6 000 mm) et les capacités de charge élevées des bancs (jusqu’à 25 tonnes). Les variantes dotées de changeurs de palettes, que l’on trouve sur les centres d’usinage DMC, permettent d’effectuer des réglages en parallèle pour une productivité maximale en production.
ULTRASONIC MicroDrill
ULTRASONIC MicroDrill offre le plus haut degré de fiabilité des processus lors du perçage de micro-trous dans des matériaux durs et cassants. Avec un support ultrasonique et jusqu’à 35 000 tr/min, la motobroche est le choix idéal pour des opérations de perçage très productives. Pour une détection fiable de l’usure de l’outil, le MicroDrill ULTRASONIC surveille la force d’avance jusqu’à 1 N et, pour les outils avec refroidissement interne, surveille également le flux de liquide de refroidissement avec une grande précision. Cela permet d’éviter les bris d’outils et d’assurer une qualité élevée et constante des composants.
Questions importantes sur la technologie par ultrasons
Comment fonctionne l’usinage par ultrason ?
Un générateur d’ultrasons produit une tension alternative à haute fréquence, qui est transférée sans contact physique au porte-outil rotatif – également appelé actionneur – grâce à une transmission d’énergie inductive brevetée. Les éléments piézoélectriques de l’actionneur convertissent la tension alternative en une oscillation mécanique des ultrasons. Les vibrations ainsi générées sont transmises à l’outil.
Le générateur d’ultrasons fonctionne avec des algorithmes de contrôle intelligents qui garantissent que les paramètres optimaux du processus sont maintenus à tout moment pendant le processus d’usinage. Selon le type d’usinage, l’outil peut osciller jusqu’à 65 000 fois par seconde avec une amplitude pouvant atteindre 15 µm. Cela permet à l’outil d’éliminer les plus petites particules de la surface du matériau. Dans le même temps, l’outil diamanté enlève le matériau enlevé avec une rotation supplémentaire.
Quelles sont les stratégies et les processus utilisés ?
La stratégie d’usinage parfaite est développée spécifiquement pour chaque matériau et chaque tâche d’usinage et peut être mise en œuvre facilement grâce à des cycles ULTRASONIC sélectionnés. Basé sur un porte-outil HSKE32 / HSK-E 40 / HSK-A63 / HSK-A100, le système d’actionneur ULTRASONIC breveté peut être intégré de manière flexible dans presque toutes les fraiseuses CNC 5 axes de DMG MORI.
Les concepts de machines vont de l’usinage standard à 3 axes à l’usinage simultané à 4 et 5 axes. Les axes C à entraînement direct à grande vitesse et les ensembles de fraisage-tournage disponibles en option offrent des capacités d’usinage supplémentaires, par exemple pour la rectification cylindrique externe / la rectification cylindrique interne de matériaux avancés durs/fragiles.
Quelle est la différence avec le rodage par vibration ultrasonique ?
Le rodage par vibration ultrasonique est une technique de fabrication par enlèvement de copeaux de haute précision. Selon la norme DIN 8589, le rodage par vibration ultrasonique est considéré comme un rodage. Contrairement à d’autres procédés de rodage, il n’est utilisé que pour le perçage et le découpage. L’outil vibre à une fréquence ultrasonique dans le sens longitudinal. Contrairement à l’usinage par ultrasons avec les machines de la série ULTRASONIC, le grain de diamant ne se trouve pas sur l’outil, mais dans le matériau de rodage.