Posibilidades del mecanizado por ultrasonidos rotatorio para fomentar el uso de las cerámicas técnicas en el mercado Español actual

• Main Authors: Arriola, I., Gonzalo, O., Bengoetxea, I.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2012-08-01
• Series: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
• Subjects: Structural applications; machining; ultrasonic; ceramic; Aplicaciones estructurales; mecanizado; ultrasonidos; cerámica
• Online Access: http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/1146/1180

The advanced properties of engineering ceramics are suitable to meet the requirements of several engineering applications such as medical (prosthesis…), automotive (bearing...), aerospace (tiles,...), optics (lasers,…) and so on, where high hardness, high wear resistance and thermo chemical stability are needed. However, the processing of these materials is difficult and costly, in some cases up to 90% of the price, which leads ceramics to limited applications. 
 Rotary Ultrasonic Machining (RUM) is presented as a non conventional environmental-friendly and cost effective process that enables to obtain complex 3D shape ceramic products. A rotating tool with metal-bonded diamond abrasives is ultrasonically vibrated (typically 20KHz) and fed toward to the fixed workpiece at a constant pressure or a constant feed rate This process combines conventional grinding and ultrasonic machining, offering the possibility of increased material removal rates while keeping the machining forces low. Thus, the limitations of actually used conventional processes are overcome introducing more accurate, flexible and cost effective process capabilities. 
 On balance, RUM is a promising process for primary machining operations on structural ceramic components. Its features will lead to enhance the use of ceramics in more industrial applications by increasing product development/design capabilities, high added value products and sustainable process.<br><br>Las propiedades mecánicas de las cerámicas técnicas son adecuadas para aplicaciones en diferentes sectores como la medicina (prótesis,...), automóvil (rodamientos,….), aeroespacial (loseta,…), óptica (láser,…), etc. donde se requieren características como la gran resistencia al desgaste, alta dureza y estabilidad termoquímica. Sin embargo, la fabricación de estos materiales es difícil y costosa, en algunos casos alcanzando el 90% del coste final, por lo que su aplicación está limitada. Este trabajo presenta el mecanizado por ultrasonidos rotatorio (RUM) como un proceso no convencional que permite la fabricación de piezas cerámicas con geometrías 3D complejas de manera ecológica y económica. Este método consiste en la eliminación de material utilizando una herramienta superabrasiva dotada de 3 movimientos: rotación, vibración axial ultrasónica (20 KHz) y avance contra la pieza fija. Este proceso combina el rectificado convencional y el mecanizado por ultrasonidos logrando mayores volúmenes de material evacuado manteniendo las fuerzas de corte bajas. De esta manera, se superan las limitaciones de los métodos convencionales utilizados actualmente, obteniendo procesos más precisos, flexibles y económicos.
 En definitiva, el RUM es un proceso prometedor para las operaciones de mecanizado de cerámicas estructurales. Sus características permitirán fomentar el uso de las cerámicas en un mayor número de aplicaciones industriales.