Ultraschallbohrmaschinen

Funktionsprinzip der Ultraschallbohrbearbeitung

Bei Ultraschallbohrmaschinen wird die Werkzeugbewegung nicht allein durch Rotation bestimmt. Das Werkzeug beziehungsweise der Werkzeugträger wird mit hoher Frequenz in Schwingung versetzt, sodass der Materialabtrag über mikroskopische Schlag- und Abrasionsprozesse erfolgt. Je nach Maschinentyp arbeitet das Verfahren mit losem Abrasiv oder mit entsprechend ausgelegten Werkzeugen und Prozessmedien. Entscheidend ist, dass die Bearbeitung nicht auf klassische spanende Schneidengeometrie angewiesen ist.

Typische Werkstoffe und Einsatzbereiche

Eingesetzt werden Ultraschallbohrmaschinen vor allem bei spröden, harten oder rissanfälligen Werkstoffen. Dazu zählen je nach Anwendung beispielsweise technische Keramiken, Glas, Hartmetall, Ferrite, Verbundwerkstoffe oder mineralische Materialien. In der Metallbranche kommen sie insbesondere dort vor, wo Bauteile aus schwer bearbeitbaren Werkstoffen präzise Bohrungen oder feine Konturen benötigen. Typische Kontexte sind Werkzeugbau, Elektronikbauteile, Medizintechnik, Präzisionsteile und Sonderfertigungen.

Maschinenausführungen und prozessrelevante Merkmale

Ultraschallbohrmaschinen unterscheiden sich unter anderem nach Aufbau, Automatisierungsgrad und Einbindung in den Fertigungsablauf. Verbreitet sind eigenständige Spezialmaschinen sowie Anlagen, bei denen die Ultraschalltechnik mit weiteren Bearbeitungsfunktionen kombiniert wird. Relevant für die Auswahl sind unter anderem die Grösse und Geometrie der Bohrung, die Materialeigenschaften, die Werkzeugauslegung, die Prozessstabilität und die Anforderungen an Oberflächen- und Kantenqualität. Bei Serienanwendungen kann zudem die Reproduzierbarkeit der Bearbeitung entscheidend sein.

Abgrenzung zu anderen Bohrmaschinen

Innerhalb der Kategorie Bohrmaschinen unterscheiden sich Ultraschallbohrmaschinen deutlich von klassischen Säulen-, Radial- oder Tischbohrmaschinen, die primär mit rotierenden Schneidwerkzeugen arbeiten. Auch gegenüber Tieflochbohrmaschinen oder CNC-Bohrzentren ist der Schwerpunkt ein anderer: Nicht hohe Zerspanleistung in metallischen Standardwerkstoffen steht im Vordergrund, sondern kontrollierte Bearbeitung empfindlicher oder sehr harter Materialien. Von Ausbohrmaschinen und Fräsmaschinen grenzen sie sich durch das spezifische Ultraschallverfahren ab, nicht durch die allgemeine Maschinenkinematik.