28.7 Micro-ECM asistat de vibrații

Micro-ECM, în ciuda faptului că are mari avantaje față de alte procese de prelucrare, are unele dezavantaje. Menținerea fluxului de electrolit pe măsură ce micro-gaura devine mai adâncă devine dificilă. Prin urmare, viteza de prelucrare scade pe măsură ce adâncimea găurii crește. Tot la densități scăzute de curent se formează o membrană de pasivare la anod (piesa de prelucrat). Acest lucru nu poate fi îndepărtat cu ușurință prin procesul ECM și afectează prelucrarea. EDM asistată de vibrații cu ultrasunete îmbunătățește rata de prelucrare prin contracararea problemelor menționate mai sus. Acest proces presupune vibrarea electrodului sculă pentru a agita abrazivii suspendați în electrolit pentru o finisare bună a suprafeței. Se raportează un studiu al geometriei și tipului electrodului care oferă o suprafață bine lustruită și se recunoaște efectul energiei ultrasonice (Pa 2007). Această energie este, de asemenea, responsabilă pentru îndepărtarea resturilor din zona de prelucrare și crearea condițiilor hidrodinamice optime care afectează stratul de suprafață (Skoczypiec 2011). S-a raportat că utilizarea energiei magnetice și ultrasonice îndepărtează reziduurile din sinterstițiul electrodului. Procesul oferă un finisaj foarte bun al suprafeței într-un timp mai scurt (Pa 2009).
Micro-ECM in spite of having great advantages over other machining processes has some drawbacks. Maintaining the electrolyte flow as the micro-hole gets deeper becomes difficult. Therefore, the machining rate decreases as the depth of the hole increases. Also at low current densities, a passivation membrane is formed at the anode (workpiece). This cannot be removed by the ECM process easily and this affects machining. Ultrasonic vibration-assisted EDM improves the machining rate by countering the abovementioned problems. This process involves vibrating the tool electrode to agitate the abrasives suspended in the electrolyte for a good surface finish. A study of the geometry and type of the electrode which gives a well polished surface is reported and the effect of ultrasonic energy is acknowledged (Pa 2007). This energy is also responsible for the removal of debris from the machining zone and creation of optimal hydrodynamic conditions affecting the surface layer (Skoczypiec 2011). The use of magnetic as well as ultrasonic energy has been reported to remove dregs out of the electrode gap. The process gives a very good surface finish in smaller time (Pa 2009).

Principiul de lucru

Principiul de lucru este similar cu cel al micro-EDM asistate de vibrații. Un cristal piezoelectric este folosit pentru a vibra materialul de lucru sau scula. Undele de presiune ultrasonice ajută procesul de prelucrare. Vibrațiile în interstițiul îngust de prelucrare cu electrolit pot fi privite ca o microcelulă și cu cât frecvența vibrațiilor este mai mare, cu atât este mai mare presiunea asupra microcelulei (Yang et al. 2009).
The working principle is similar to that of vibration-assisted micro-EDM. A piezoelectric crystal is used to vibrate the work material or the tool. The ultrasonic pressure waves aid the machining process. Vibrations in the narrow machining gap with the electrolyte can be viewed as a micro-cell, and the higher the frequency of vibration, the more the pressure on the micro-cell (Yang et al. 2009).

Efectul interacțiunii hibride

După cum se arată în Fig. 8a, timpul de prelucrare poate fi redus cu aproximativ 81 % utilizând vibrații ultrasonice în comparație cu procesul ECM convențional. De asemenea, precizie mai mare și toleranțe mai strânse au fost obținute prin acest proces, așa cum este ilustrat în Fig. 8b (Yang et al. 2009).
As shown in Fig. 8a, the machining time can be reduced by about 81 % using ultrasonic vibrations when compared to the conventional ECM process. Also higher precision and tighter tolerances were obtained by this process as illustrated in Fig. 8b (Yang et al. 2009).

Fig. 8 Rezultatele găuririi ECM cu și fără vibrații folosind o sculă semicilindrică (Yang et al. 2009)