Ultraschallbearbeitungsmaschinen

Funktionsprinzip bei der Ultraschallbearbeitung

Die Maschine erzeugt elektrische Signale, wandelt sie in mechanische Schwingungen um und überträgt diese auf ein Werkzeug oder eine Sonotrode. Zusammen mit Anpresskraft, Werkzeuggeometrie und gegebenenfalls einem Prozessmedium entsteht die eigentliche Bearbeitungswirkung. Je nach Maschinenauslegung steht nicht dieselbe physikalische Wirkung im Vordergrund: Bei manchen Verfahren geht es um gezielten Materialabtrag, bei anderen um eine unterstützte Bearbeitung mit geringerer Prozessbelastung.

Einsatzfelder in der Metall- und Werkstoffbearbeitung

Typische Anwendungen finden sich bei feinen Bohrungen, Konturen mit kleinen Radien, empfindlichen Kanten, Mikrostrukturen oder schwer zugänglichen Bearbeitungszonen. Relevant sind solche Maschinen auch bei harten, spröden oder schwer bearbeitbaren Werkstoffen sowie bei Verbundmaterialien. In metallverarbeitenden Betrieben werden sie ausserdem dort geprüft, wo thermische Einflüsse, Gratbildung oder Werkzeugbelastung im Prozess eine Rolle spielen.

Maschinentypen und technische Ausführungen

Ultraschallbearbeitungsmaschinen werden als eigenständige Anlagen, als CNC-integrierte Systeme oder als prozessunterstützende Module ausgeführt. Die Auslegung unterscheidet sich unter anderem nach Schwingungseinheit, Werkzeugaufnahme, Sonotrodengeometrie, Prozessführung und Automatisierungsgrad. Auch die Kombination mit anderen Bearbeitungsschritten ist möglich, sofern die Maschine für eine stabile Übertragung der Schwingungen und die jeweilige Werkstückgeometrie ausgelegt ist.

Abgrenzung zu anderen Sondermaschinen

Innerhalb der Hierarchie stehen Ultraschallbearbeitungsmaschinen unter den sonstigen Bearbeitungsverfahren, weil sie weder klassische Umformmaschinen noch Giess- oder Beschichtungsanlagen sind. Im Unterschied zu Druckgussmaschinen oder Drückmaschinen entsteht die Bearbeitung nicht primär durch Giessen oder Umformen. Gegenüber Laser-Beschriftungsmaschinen, Hartstoffbeschichtungs-Anlagen oder allgemeiner Oberflächenbearbeitung liegt der Schwerpunkt auf der mechanisch angeregten Werkstückbearbeitung und nicht auf Markierung, Beschichtung oder reinem Finish.