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Aluminiumoxid - Vielfachbohrungen - Profilbohrungen

Die Ultraschallbearbeitung keramischer Werkstoffe ist relativ problemlos und mehr eine Frage der Zeit- / Kostenabwägung, da die erreichbaren Bearbeitungswerte abhängig von der Zusammensetzung und dem Verdichtungsgrad des Werkstoffs sehr unterschiedlich sind.

Bohrungen mit Vielfachwerkzeug

Die Ultraschallbearbeitungstechnik bietet die Möglichkeit, Bohrungen mit sogenannten Vielfachwerkzeugen herzustellen. Das sind Werkzeuge bei denen eine Anzahl Stifte oder Röhrchen auf der Sonotrode montiert und in einem Arbeitsgang im Werkstück abgebildet werden. Die reine Bearbeitungszeit ist in erster Näherung für die Herstellung von 10 oder 200 Bohrungen die gleiche.



Der Aufwand für die Herstellung des Vielfach-Werkzeugs ist selbstverständlich entsprechend der Anzahl der Bohrungen grösser. Das hier gezeigte Beispiel. Ein Substrat aus WESGO Al 300 wurde mit einem solchen Werkzeug hergestellt. Die reine Bearbeitungszeit für ein Substrat bei der Verwendung einer Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser beträgt etwa 30 Sekunden.

Profilbohrungen


Im Rahmen der Herstellung von Funktionsmustern werden die unterschiedlichsten Konturen gefordert. Die Stückzahlen liegen zwischen einem und einigen hundert Stück. Das nebenstehend gezeigte Substrat wurde mit Hilfe von drei unterschiedliche Werkzeugprofilen - Aussenkontur – Rechteck innen – Schlitz - hergestellt.


Bei der Definition von Bohrungsprofilen ist zu beachten, dass sich um die Ecken des Werkzeugs Radien, - mindestens von der Grösse der Schleifmittelkörner, - ausbilden.

 

Dünne Wandungen

Wie Sie auf den beiden folgenden Abbildungen sehen, können mittels der Ultraschallbearbeitungstechnik bei sachgemässer Anwendung sehr geringe Bohrungswandungen realisiert werden. Der Durchmesser der Bohrung beträgt 13 mm. Bei der Bearbeitung von Aluminiumoxyd sollte zwischen den einzelnen Bohrungsprofilen eine Mindestwandstärke von 0,3 mm eingehalten werden. Als Werkzeugprofil wurde ein V4A Rohr, Durchmesser 13 mm mit einer Wandstärke von 0,5 mm verwendet.

Bei diesem Werkstück wurden 2 Bohrungen mit einem Durchmesser von 8 mm kreuzförmig in ein Probestück eingearbeitet. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit für eine Bohrung beträgt in beiden Fällen bei der Verwendung einer Schleifmittelsuspension, 25 Vol.% Borcarbid der Körnung 280 in Wasser etwa 2 mm / min.
Bei diesem Beispiel wurde eine Reihe Bohrungen zur Prüfung des Rissverhaltens in ein Rohr aus extrudiertem Aluminiumoxyd mit einem Durchmesser von 24 mm eingearbeitet. Die Wandstärke zwischen den einzelnen Bohrungen beträgt zwischen 0,25 und 0,5 mm. Sämtliche Wandungen sind rissfrei. Als Werkzeugprofile wurden V4A Rohre, Durchmesser 1 mm; 2,2 mm und 3,5 mm verwendet.

Metallisierte Substrate

Die Bearbeitung von metallisierten oder auf andere Weise beschichteten Substraten ist mit der Ultraschallbearbeitung ebenfalls möglich. Bei bestimmten, wasserempfindlichen Schichtarten ist gegebenenfalls das Trägermedium der Schleifmittelsuspension auszutauschen. Weitere Maßnahmen sind nicht erforderlich. Bei dicken Metallschichten, > 5µm, empfehlen wir eine Reduzierung des Andrucks, solange sich das Werkzeug in der Metallschicht im Eingriff befindet.

Hier sehen Sie ein weiteres Beispiel für die Bearbeitung von metallisierten und nichtmetallisierten Aluminiumoxydteilen kleiner Abmessung. Als Werkzeugprofil wurden V4A Rohre, unterschiedlicher Durchmesser mit einer Wandstärke von 0,3 mm verwendet.



Bei der Bearbeitung keramischer Werkstoffe beträgt der Werkzeugverschleiss und die Bearbeitungszeit, abhängig vom Sinterzustand und Verdichtungsgrad des Werkstoffes, ein mehrfaches der Werte, die bei der Glasbearbeitung erreicht werden.

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