La lavorazione a ultrasuoni è un metodo di rettifica che utilizza un liquido abrasivo anziché il contatto diretto con l’utensile. La maggior parte dei processi di rettifica prevede che un utensile da lavoro entri in contatto diretto con un pezzo in lavorazione per scavare via il materiale. Nella lavorazione ad ultrasuoni, un liquido pieno di materiale abrasivo scorre sul pezzo e l’utensile vibra contro gli abrasivi. I materiali abrasivi intaccano il pezzo da lavorare e rimuovono il materiale. Poiché l’utensile non tocca direttamente il pezzo da lavorare, la pressione e i materiali dell’utensile utilizzati nella lavorazione a ultrasuoni sono spesso molto diversi da quelli utilizzati nelle tecniche di lavorazione più comuni.
La chiave per un processo di lavorazione ad ultrasuoni è il liquido abrasivo. Questo materiale, chiamato slurry, è una miscela di un liquido scorrevole e uno o più tipi di abrasivo solido. La parte liquida del liquame è generalmente acqua. Per alcuni lavori è possibile utilizzare invece benzene, glicerolo o olio, ma l’aumento della viscosità del liquido spesso porterà a un processo più lento.
Poiché l’abrasivo utilizzato nella sospensione di lavorazione ad ultrasuoni deve essere più duro del materiale lavorato, è comune un’ampia gamma di abrasivi. Gli abrasivi di base sono spesso carburo di silicio o carburo di boro, principalmente a causa della loro durezza e del basso costo. Occasionalmente, la polvere di diamante viene utilizzata per lavorare i materiali più duri.
Lo strumento di lavoro utilizzato nella lavorazione ad ultrasuoni è diverso da quelli utilizzati in un processo standard. Lo strumento è spesso realizzato con un materiale più morbido con un’elevata plasticità. Ciò consente agli abrasivi di colpire l’utensile, ma non di danneggiarlo come fa con il materiale lavorato. Questi utensili sono spesso troppo morbidi per lavori di lavorazione standard; si deformerebbero non appena toccano il pezzo da lavorare.
Il processo di lavorazione ad ultrasuoni di un pezzo sembra simile a un normale processo, ma in realtà è molto diverso. L’impasto liquido scorre sull’area di lavoro, creando una connessione tra il pezzo da lavorare e l’utensile di lavoro. L’utensile vibra, provocando il rimbalzo degli abrasivi avanti e indietro tra il pezzo e l’utensile. Poiché l’utensile si deforma, assorbe gli impatti degli abrasivi mentre il pezzo da lavorare sviluppa piccole crepe. Le crepe alla fine causano la rottura di piccoli pezzi fino a quando l’area lavorata del pezzo da lavorare non corrisponde alla forma dell’utensile di lavoro.
Il motivo più comune per utilizzare la lavorazione a ultrasuoni è quando un pezzo è molto fragile. Su una sostanza fragile, un processo meccanico standard causerà la rottura e la rottura del materiale. Ciò si tradurrà generalmente in un prodotto finale rovinato. La lavorazione a ultrasuoni utilizza migliaia di piccoli impatti e una pressione molto ridotta per allontanare il materiale da una sostanza. Ciò si traduce raramente in una rottura, anche in materiali molto fragili.