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Usinagem por ultrasom

A técnica de usinagem por abrasão ultra-sonora, desenvolvida inicialmente por Wood e Loomis (1927) é especialmente adequada ao processamento mecânico de materiais duros e frágeis (Sheppard, 1987), em que não se aplicam os processos tradicionais de usinagem. Em relação aos outros processos não tradicionais de usinagem (Snoeys, 1986), a vantagem principal é a preservação da integridade superficial do material usinado. A usinagem por ultrasom é um processo que permite executar penetrações de formas variadas em materiais duros, frágeis e quebradiços como o vidro, a cerâmica e o diamante, que dificilmente seriam obtidas pelos processos convencionais.
Na usinagem por ultrasom, uma ferramenta é posta para vibrar sobre uma peça mergulhada em um meio líquido com pó abrasivo em suspensão, numa freqüência que pode variar de 20 kHz a 100 kHz.
O “martelamento” produzido pelas vibrações é capaz de erodir o material, formando uma cavidade com a forma negativa da ferramenta. Não há contato entre a ferramenta e a peça. A usinagem é feita pelos grãos finos e duros do material abrasivo, que atacam a superfície da peça. A ferramenta não precisa ser muito dura, podendo ser feita de material fácil de usinar, uma vez que não entra em contato com a peça.
Uma variação desse processo de usinagem é obtida com o uso de uma ferramenta rotativa, que aumenta a capacidade de remoção do material erodido.
Quando conjugado com uma mesa do tipo CNC, o equipamento com ferramenta rotativa possibilita a obtenção de figuras complexas, por contorneamento.
O processo de usinagem por ultra-som aproveita a energia de vibração mecânica, comunicada aos grãos de abrasivo, que vibram na mesma direção do sonotrodo.
O sonotrodo é constituído por uma barra metálica, na qual se ativam as vibrações ultra-sonoras, no sentido do seu eixo. Na ponta do sonotrodo é fixada a ferramenta, com a forma inversa da que se deseja dar à peça a ser usinada. Devido às altas freqüências de