Invenţia se referă la un echipament pentru prelucrarea găurilor şi microgăurilor curbe, prin electroeroziune asistată de ultrasunete, care se montează pe o maşină de electroeroziune volumică, şi este conectat la un generator de ultrasunete. Echipamentul conform invenţiei este compus dintr-o placă superioară, montată pe capul de lucru al unei maşini de electroeroziune, pe care este asamblată o riglă verticală, care preia o mişcare de avans şi retragere a capului de lucru, şi o transmite la o roată conducătoare, prin intermediul unor benzi metalice flexibile, care se înfăşoară în nişte canale circulare de la roata conducătoare, nişte coloane care se montează pe un canal diametral cu profil T, o traversă montată pe coloane, un dispozitiv de prindere, asamblat pe traversa de prindere a unui lanț ultrasonic, ce execută vibraţii torsionale în jurul axei longitudinale care coincide cu axa de rotaţie a roţii conducătoare, un port-electrod-sculă, un electrod-sculă pentru găuri curbe, două corpuri de lagăre reglabile şi nişte coloane verticale, cu canale elicoidale, montate pe o placă de bază.

microgăuri curbe; electroeroziune; ultrasunete.

Domeniul tehnologiilor de prelucrare avansate sau neconvenționale are o dezvoltare accelerată datorită capacității de a concentra energia de diverse tipuri (mecanică, electrică, termică, chimică) pe spații foarte mici, răspunzând provocării tehnologice de ultra-miniaturizare impusă de Industria 4.0.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia constă în prelucrarea cu productivitate și calitate ridicată a unor găuri și microgăuri cu axe longitudinale curbe cu un unghi la centru mai mare de 180o în materiale durificate termic, electric conductive.
Echipamentul pentru prelucrarea găurilor și microgăurilor curbe prin electroeroziune asistată de ultrasunete, conform invenţiei rezolvă problema tehnică menţionată prin aceea că:
– permite prelucrarea găurilor și microgăurilor cu axe curbe în materiale durificate termic, conductiv electrice, prin electroeroziune, folosind electrozi-sculă de formă conjugată care execută vibrații torsionale cu frecvenţă ultrasonică; – precizia formei găurii este asigurată de faptul că centrul de rotație al mișcării de oscilație torsională ultrasonică a electrodului-sculă coincide cu centrul de curbură al axei longitudinale a găurii / microgăurii;
– permite realizarea găurilor şi microgăurilor cu axă longitudinală curbă sub un unghi la centru mai mare de 180o prin rotația roții conducătoare a echipamentului în poziţia iniţială şi apoi rotaţia port-electrodului-sculă în jurul axei sale, folosind un ajustaj alunecător până când electrodul-sculă revine la capătul găurii realizate;
– crește calitatea suprafeței prelucrate prin electroeroziune datorită cavitației induse ultrasonic în interstițiul de prelucrare, eliminând eficient particulele prelevate din interstițiul de prelucrare;
– crește calitatea suprafeței prelucrate prin electroeroziune prin vibraţiile torsionale ultrasonice ale electrodului-sculă în lungul axei curbe longitudinale a găurii, care au capacitatea să reducă substanţial fenomenele de scurt-circuit dintre electrodul-sculă şi suprafaţa prelucrată;
– crește productivitatea prelucrării prin asistarea cu ultrasunete a electroeroziunii prin reducerea retragerilor repetate ale electrodului-sculă pe direcția axei longitudinale a găurii curbe generate ca urmare a obţinerii stabilităţii procesului electroeroziv;
– crește productivitatea prelucrării prin electroeroziune prin îndepărtarea suplimentară a materialului în stare lichidă şi solidă ca urmare a cavitației induse ultrasonic în proximitatea spotului de electroeroziune de pe suprafaţa materialului prelucrat.

Echipamentul pentru prelucrarea găurilor și microgăurilor cu axe longitudinale curbe prin electroeroziune asistată de ultrasunete prezintă următoarele avantaje:
– realizează prelucrarea găurilor şi microgăurilor cu axă longitudinală curbă în materiale cu duritate ridicată, electric conductive;
– creşte calitatea şi precizia suprafeţei prelucrate a găurilor şi microgăurilor curbe ca urmare a vibraţiilor ultrasonice torsionale cu centrul mişcării de torsiune în centrul de curbură al axei longitudinale;
– crește productivitatea prin vibraţiile ultrasonice torsionale ale electrodului-sculă, reducând fenomenele de scurt- circuit între acesta şi suprafaţa prelucrată, evitând retragerile repetate prin stabilitatea procesului electroeroziv;
– crește productivitatea prelucrării electroerozive prin îndepărtarea suplimentară de material în stare lichidă şi solidă, ca efect al cavitaţiei induse ultrasonic în interstiţiul de prelucrare datorită vibraţiilor torsionale ultrasonice ale electrodului-sculă;
– posibilitatea de a prelucra găuri cu unghi la centru al axei longitudinale curbe mai mare de 180o, prin mişcările de rotaţie auxiliare ale roţii conducătoare a echipamentului şi suportului port-electrod.

În domeniul tehnologiilor de prelucrare există o preocupare majoră și continuă la nivel mondial, în contextul Industriei 4.0, pentru ultra-miniaturizare și obținerea suprafețelor de complexitate ridicată crescândă (microprelucrări) și calitate ridicată a suprafeței prelucrate (rugozitate și integritate a stratului superficial); în zona asiatică există un interes deosebit pentru procedee cu energii concentrate (electroeroziune, electrochimie, laser, ultrasunete etc.) destinate obținerii suprafețelor de tipul specificat anterior; prin urmare, există o piață externă, dar și internă în creștere în acest domeniu, ceea ce constituie un determinant pentru transferul tehnologic al unor tehnologii de acest tip care vizează aceste piețe, aflate într-un ritm susținut de dezvoltare, unde se pot găsi surse de finanțare corespunzătoare;
menționăm că realizarea și utilizarea echipamentului conform invenției nu presupune investiții relativ mari, utilizând mașini de prelucrare prin electroeroziune existente.

Brevet acordat
Titlu: ECHIPAMENT PENTRU PRELUCRAREA GĂURILOR ŞI MICROGĂURILOR CURBE PRIN ELECTROEROZIUNE ASISTATĂ DE ULTRASUNETE
Data de prioritate: 2016-07-27
Număr Brevet: RO131489 (B1) 2021-09-30

Stadiul de dezvoltare este sub forma de prototip (TRL3) cu ajutorul căruia s-au făcut probe preliminare, care au demonstrat o creștere a stabilității procesului, productivității cu cel puțin 100% și reducerea rugozității cu până la 50% față de prelucrarea fără asistare cu ultrasunete.
Valorificarea tehnologiei obtinute printr-un contract de licenta acordata unui partener economic interesat, cu posibilitatea continuării unei colaborari pe baza de contract de cercetare, pentru creșterea nivelui TRL al tehnologiei de la nivelul din faza actuală de dezvoltare (TRL 3) la produs vandabil.

Serviciul Inovare și Transfer Tehnologic
Splaiul Independenței, nr.313, R408, București,Romania Tel: +4021 402 9584
Email: sitt@upb.ro, alexandru.marin@upb.ro