Showing posts with label Science and Technology. Show all posts

Introduction

USM is mechanical material removal process or an abrasive process used to erode holes or cavities on hard or brittle work piece by using shaped tools, high frequency mechanical motion and anabrasive slurry. USM offers a solution to the expanding need for machining brittle materials such as single crystals, glasses and polycrystalline ceramics, and increasing complex operations toprovide intricate shapes and work piece profiles. It is therefore used extensively in machining hard and brittle materials that are difficult to machine by traditional manufacturing processes. Thehard particles in slurry are accelerated toward the surface of the work piece by a tool oscillating at a frequency up to 100 KHz - through repeated abrasions, the tool machines a cavity of a crosssection identical to its own.



Figure: Schematic of ultrasonic machine tool

USM is primarily targeted for the machining of hard and brittle materials (dielectric or conductive) such as boron carbide, ceramics, titanium carbides, rubies, quartz etc. USM is a versatilemachining process as far as properties of materials are con cerned. This process is able to effectively machine all materials whether they are electrically conductive or insulator.

For an effective cutting operation, the following parameters need to be carefully considered:

•    The machining tool must be selected to be highly wear resistant, such as high-carbon steels.

 •    The abrasives (25-60 µm in dia.) in the (water-based, up to 40% solid volume) slurry
Includes: Boron carbide, silicon carbide and aluminum oxide.
Applications
The beauty of USM is that it can make non round shapes in hard and brittle materials. Ultrasonically machined non round-hole part is shown in Figure 11.


Figure: A non-round hole made by USM


Advantage of USM

USM process is a non-thermal, non-chemical, creates no changes in the microstructures, chemical or physical properties of the work piece and offers virtually stress free machined surfaces.
•    Any materials can be machined regardless of their electrical con ductivity
•    Especially suitable for machining of brittle materials

•    Machined parts by USM possess better surface finish and higher structural integrity.
•    USM does not produce thermal, electrical and chemical abnormal surface

Disadvantages of USM

•    USM has higher power consumption and lower material-removal rates than traditional
Fabrication processes.
•    Tool wears fast in USM.
•    Machining area and depth is restraint in USM.



Introduction

Water  jet  cutting  can  reduce  the  costs  and  speed  up  the  processes  by  eliminating  or reducing expensive secondary machining process. Since no heat is applied on the materials, cut edges are cleanwith minimal burr. Problems such as cracked edge defects, crystallization, hardening, reduced weldability and machinability are reduced in this process.

Water jet technology uses the principle of pressurizing water to extremely high pressures, and allowing the water to escape through a very small opening called “orifice” or “jewel”. Water jetcutting uses the beam of water exiting the orifice to cut soft materials. This method is not suitable for cutting hard materials. The inlet water is typically pressurized between 1300 – 4000 bars. Thishigh pressure is forced through a tiny hole in the je el, hich is typically 0.18 to 0.4 mm in diameter. Picture of water jet chinning process.


Applications

Water jet cutting is mostly used to cut lower strength materials such as wood, plastics and aluminum. When abrasives are added, (abrasive water jet cutting) stronger materials such as steel and toolsteel.

Advantages of Water Jet Cutting

•   There is no heat generated in water jet cutting; which is especially useful for cutting    tool steel and other metals where excessive heat may change the properties of the material.
•   Unlike machining or grinding, water jet cutting does not produce any dust or particles that are harmful if inhaled.
•   Other advantages are similar to abrasive water jet cutting

Disadvantages of water jet cutting

•   One of the main disadvantages of water jet cutting is that a limited number of materials can be cut economically.
•   Thick parts cannot be cut by this process economically and accurate ly
•   Taper is also a problem with water jet cutting in very thick materials. Taper is when the jet exits the part at different angle than it enters the part, and cause dimensional inaccuracy.




Powered by Blogger.