Ultrasonic Additive Manufacturing w skrócie UAM to rewolucyjna technologia Rapid Prototyping, która wykorzystuje fale dźwiękowe o dużej częstotliwości do łączenia warstw folii metalowej. Proces daje mocne wiązania metalurgiczne i współpracuje z różnymi metalami takimi jak aluminium, miedź, stal nierdzewna i tytan. Dzięki połączeniu możliwości technologii przyrostowej i procesu subtraktywnego, UAM może tworzyć głębokie szczeliny, struktury przypominające plaster miodu i inne skomplikowane kształty wewnątrz modelu, niemożliwe do uzyskania konwencjonalnymi metodami. Dzięki łączeniu warstw niskotemperaturowo, wewnątrz struktury można umieścić wrażliwe obiekty, takie jak elektronika.
Zalety:
- szybka metoda przyrostowa do produkcji metali
- duża przestrzeń robocza
- proces niskotemperaturowy : umożliwia montowanie wrażliwej elektroniki wewnątrz konstrukcji
- możliwość tworzenia złożonej geometrii
Jak to działa?
System składa się z przetworników ultradźwiękowych dużej mocy zamontowanych na elemencie przypominającym dysk. Drgania przetworników przesyłane są na element w kształcie dysku, który w następstwie zgrzewa nowy fragment z już powstałą podstawą modelu. Następnie narzędzie skrawające docina zgrzany fragment folii metalowej do pożądanego kształtu.
Wibracje ultradźwiękowe tworzą tarcie pomiędzy dwoma powierzchniami metalu, które są ściśnięte ze sobą. To powoduje ścinanie i odkształcenia plastyczne pomiędzy chropowatościami na przeciwległych powierzchniach, które rozprasza tlenki i zanieczyszczenia na powierzchniach. Pod wpływem ciśnienia i dwie powierzchnie metalowe tworzą wiązanie.
Działanie maszyny można zobaczyć na filmie poniżej:
Ciekawym wykorzystaniem maszyny UAM jest wytwarzanie obiektów z materiałów z pamięcią kształtu należących do materiałów inteligentnych. Są to materiały, który po podgrzaniu wracają do swojego pierwotnego kształtu w jaki zostały uformowany na zimno.
Większość materiałów inżynierskich pod wpływem ciepła rozszerza się, a po schłodzeniu kurczy. Ta właściwość fizyczna nazywa się rozszerzalnością cieplną i ma ona zazwyczaj negatywny wpływ na funkcjonowanie gotowych struktur np. wypaczone tarcze hamulcowe, luzy w turbinach, pęknięcia zmęczeniowe i inne. W pewnych zakresach temperatur, stopy z pamięcią kształtu działają odwrotnie. Przez łączenie stopów inteligentnych ze zwykłymi metalami, można uzyskać zmniejszenie współczynnika rozszerzalności cieplnej całej budowanej konstrukcji.
Możliwość użycia inteligentnych materiałów przez urządzenie UAM pomoże osiągnąć konkretne właściwości mechaniczne i będzie wyznaczać nową klasę produktów zintegrowanych z elektroniką i delikatnymi czujnikami osadzonymi wewnątrz struktur metalowych.
źródło: www.fabrisonic.com
