El ultrasonido es una onda sonora cuya frecuencia supera el límite perceptible por el oído humano (es decir, el sonido no puede ser captado por las personas ya que se ubica en torno al espectro de 20.000 Hz).

Existen múltiples aplicaciones del ultrasonido. A nivel industrial, permite medir distancias o desarrollar ensayos no destructivos, por ejemplo. Otro uso muy frecuente tiene lugar en el campo de la medicina.

En el año 1883, Galton investigó los límites de la audición humana, fijando la frecuencia máxima a la que podía oír una persona. Llegó a la conclusión de que los sonidos con frecuencias inaudibles por el ser humano, presentaban fenómenos de propagación similares al resto de las ondas sonoras, aunque con una absorción mucho mayor por parte del aire.

A partir de entonces, se empezó a investigar en temas relacionados con la generación de ultrasonidos:

Los hermanos Curie descubrieron la piezoelectricidad en 1880. Fueron Lippmann y Voigten la década de los 80 del siglo XIX quienes experimentaron con el llamado efecto piezoeléctrico inverso, aplicable realmente a la generación de ultrasonidos, como veremos.

Joule en 1847 y Pierce en 1928 descubrieron el efecto magnetoestrictivo, directo e inverso.

A lo largo del siglo XX, se han producido grandes avances en el estudio de los ultrasonidos, especialmente en lo relacionado con aplicaciones: acústica subacuática, medicina, industria, etc. Concretamente, Langevin lo empleó durante la primera guerra mundial para sondeos subacuáticos, realizando un sencillo procesado de las ondas y sus ecos. Richardson y Fessenden, en la década de los años 10 idearon un método para localizar icebergs, con un procedimiento similar al utilizado hoy en día (método de impulsos, lo veremos). Mulhauser y Firestone, entre 1933 y 1942 aplicaron los ultrasonidos a la industria y a la inspección de materiales.

ULTRASÓNICA, haciendo vibrar un útil a

velocidades ultrasónicas, por encima de

los 20.000 Hz y utilizando un material

abrasivo y agua se van realizando el

mecanizado de la pieza por la fricción

de las partículas abrasivas. Se usa para

trabajar materiales muy duros como el

vidrio y el diamante y las aleaciones de

carburos.

El mecanizado ultrasónico (Ultrasonic Machining) (USM) es un proceso de índole mecánica en el que se remueve material de la pieza dejando una forma específica en ella. Para ello la herramienta vibra a 20 kHz y gira a unos 5 krpm, todo ello en acompañado por un líquido abrasivo que además sirve para refrigerar la pieza, los materiales normalmente usados son el Acero, acero inox, y molibdeno, etc. La forma de la herramienta es importante para que no recoja energía, la punta nunca toca la pieza que suele ser de materiales dúctiles, el material abrasivo (contenido en una pasta) es el que realmente se come el material, normalmente las partículas de abrasivo suelen ser duras, como por ejemplo diamante, nitruro cúbico de boro, carburo de boro, carburo de silicio y óxido de aluminio, de esto el más usado es el carburo de boro. El equipo puede ser usado en distintas variantes, ya sea en un torno para mejorar la versatilidad de la máquina. La potencia de estos equipos oscila entre los 200 y los 2400 W, la potencia influye en el material removido. La fuente de vibración convierte potencia de baja frecuencia (60 Hz) en potencia de alta frecuencia (20 KHz). Las partes más importantes del transductor son un electromagneto y una pila de placas de níquel.

En este proceso se obtiene en la pieza una forma inversa a la de la herramienta y con una medida el doble del tamaño del gránulo del abrasivo mayor que las dimensiones de la herramienta.

La electroerosión es un proceso de fabricación también conocido como mecanizado por descarga eléctrica o EDM (por su nombre en inglés, electrical discharge machining).

El proceso de electroerosión consiste en la generación de un arco eléctrico entre una pieza y un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza hasta conseguir reproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben ser conductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque de material.

Básicamente tiene dos variantes:

El proceso que utiliza el electrodo de forma, conocido como ram EDM, donde el término ram quiere decir en inglés «ariete» y es ilustrativo del «choque» del electrodo contra la pieza o viceversa (pieza contra el electrodo).

La que utiliza el electrodo de hilo metálico o alambre fino, WEDM (donde las siglas describen en inglés wire electricaldischarge machining),

Desde que la electricidad comenzó a dar sus primeros pasos se observó el efecto destructivo producido por la chispa eléctrica al saltar entre dos contactos en el momento de su separación. Este efecto incitó a numerosos científicos a profundizar en su investigación, con el fin de evitarlo, y ello, unido a una necesidad de la época de buscar un método nuevo de mecanizado diferente a los convencionales que utilizaban herramientas mecánicas, llevó a la idea de utilizar el citado efecto destructivo como método de reproducción de formas. En 1943, en plena segunda guerra mundial, y dada la escasez de oro y cobre, los científicos soviéticos B.R. y N.I. LAZARENKO investigaban en la búsqueda de materiales que pudieran sustituirlos como contactos de potencia. Las primeras máquinas de electroerosión que aparecieron hacia los años 19481950, eran básicamente máquinas-herramienta convencionales, tales como taladros, etc. que habían sido transformadas parcialmente para las necesidades de la electroerosión, adaptándoles un generador, un tanque de trabajo, etc

En los comienzos, todas las máquinas para electroerosión se basaban en el método más antiguo, es decir, el de electroerosión por penetración. No obstante, con el advenimiento del control numérico computarizado (CNC) a fines de los ’70, la aparición de las primeras máquinas para electroerosión por hilo las fue ubicando en el lugar de privilegio del que gozan actualmente, aunque ambos tipos de máquinas son hoy completamente automatizados y cuentan con CNC.

De acuerdo con el fundamento diferente de los procesos de electroerosión por penetración y por hilo, las máquinas que emplean cada uno de estos procesos pueden obtener una cavidad tridimensional mediante un electrodo (penetración) o bien cortar la pieza según parámetros introducidos en el equipo de CNC (hilo).Sin embargo, a pesar de sus diferencias que también incluyen la naturaleza del fluido dieléctrico y el número de ejes, las máquinas para electroerosión resEl principio de funcionamiento de una máquina para electroerosión por perforación es el mismo que en el sistema por penetración. Una chispa producida en un gap entre el electrodo y la pieza, y cuya dimensión es mantenida por un servomotor, erosiona un material conductor. Como el electrodo es hueco, el dieléctrico fluye a través de este y la rotación ayuda a producir la concentricidad y facilitar el proceso de limpieza. Puesto que las partículas removidas son conductoras, es esencial eliminarlas del orificio perforado para evitar cortocircuitos entre el electrodo y la pieza. Si se produce un cortocircuito, el servomotor retrae el electrodo, fija nuevamente la correcta dimensión del gap y se inicia nuevamente el proceso.ponden, en general, a un diseño que comprende los mismos componentes básicos. Veamos cuáles son en el siguiente esquema típico.

En electricidad se denomina arco eléctrico o también arco voltaico a la descarga eléctrica que se forma entre dos electrodos sometidos a una diferencia de potencial y colocados en el seno de una atmósfera gaseosa enrarecida, normalmente a baja presión, o al aire libre.1 Fue descubierto y demostrado por primera vez por el químico británico Humphry Davy en 1800. Para iniciar un arco se ponen en contacto, brevemente, los extremos de dos electrodos, usualmente en forma de lápiz, por lo general de grafito, y se hace pasar una corriente intensa (unos 10 amperios) a través de ellos. Esta corriente provoca un gran calentamiento en el punto de contacto, al separarse los electrodos, se forma entre ellos una descarga luminosa similar a unallama.

La descarga está producida por electrones que van desde el electrodo negativo al positivo, pero también, en parte, por iones positivos que se mueven en sentido opuesto. El choque de los iones genera un calor intenso en los electrodos, calentándose más el electrodo positivo debido a que los electrones que golpean contra él tienen mayor energía total.

En un arco abierto al aire a presión normal, el electrodo positivo alcanza una temperatura de 3500 grados celsius. Durante el tiempo de la descarga se produce una luminosidad muy intensa y un gran desprendimiento de calor. Ambos fenómenos, en caso de ser accidentales, pueden ser sumamente destructivos, como ocurre con la perforación de aisladores en las líneas de transporte de energía eléctrica en alta

tensión o de los aislantes de conductores y otros elementos eléctricos o electrónicos

Maquina para soldadura de arco

voltaico

El mecanizado con láser es un proceso especial o proceso no convencional de mecanizado de índole térmica, que no genera viruta, en el que la eliminación del material se provoca por lafusión y vaporización del mismo al concentrar en zonas localizadas elevadas temperaturas.

'LASER' son las siglas del inglés 'Light Amplification byStimulated Emission of Radiation', lo que en castellano significa Amplificación de luz mediante emisión estimulada de radiación. El mecanizado con láser, comparado con los procesos convencionales de arranque de viruta, presenta una mejor precisión y acabado superficial (rugosidad), siempre y cuando no lo comparemos con los procesos de superacabado.

1. Arranque de grandes porciones de material:- Cizalla.- Tijera.- Guillotina.

2. Arranque de pequeñas porciones de material:- Tornos. Tornos revólver y automáticos. Tornos especiales.- Fresadoras.- Mandrinadoras y mandrinadoras fresadoras.- Taladros.- Máquinas para la fabricación de engranes.- Roscadoras.- Cepilladoras, limadoras y mortajas.- Brochadoras.- Centros de mecanizado (con almacén y cambio automático de herramienta).- Máquinas de serrar y tronzadoras.- Unidades de mecanizado y máquinas especiales.

3. Arranque de finas porciones de material:- Rectificadoras.- Pulidoras, esmeriladoras y rebarbadoras.- Máquinas de rodar y lapeadoras.- Máquinas de mecanizado por procesos físico-químicos (láser,...)

- Prensas mecánicas, hidráulicas y neumáticas.- Máquinas para forjar.- Máquinas para el trabajo de chapas y bandas.- Máquinas para el trabajo de barras y perfiles.- Máquinas para el trabajo de tubos.- Máquinas para el trabajo del alambre.- Máquinas para fabricar bulones, tornillos, tuercas y remaches.

Rama de la química que estudia la

influencia de la electricidad en

determinados cuerpos y la obtención de

la misma a partir de reacciones

químicas.

El ataque químico húmedo también conocido como fresado químico es una técnica de remoción de material, la cual se fundamenta en la eliminación de material no deseado por ataque de una sustancia química activa, como puede ser una solución acuosa ácida o alcalina. Las partes que no se desee que sean atacadas han de ser protegidas con recubrimientos aislantes. Modificando dichos aislamientos entre ataques se pueden conseguir diferentes geometrías, así como mayores profundidades si se hace en varios pasos.

El ataque químico húmedo puede que sea uno de los más antiguos métodos de grabado no convencional, puesto que los egipcios, en el año 2300 AC ya lo utilizaban para conformar cobremediante el uso de ácido cítrico. Desde entonces, es un proceso que ha evolucionado constantemente, llegando hasta el siglo XIX para su uso en grabados decorativos. Posteriormente, una de las mayores aportaciones constructivas al proceso se produjo gracias a la fotografía, disciplina en la que se empezaron a utilizar materiales fotosensibles para grabar sobre aleaciones deestaño-plomo. La principal aplicación en nuestros días es en la industria electrónica, así como en aeronáutica y microelectromecánica.

ste maquinado es un proceso mecánico para el corte de materiales duros y quebradizos. Esto es similar a una ráfaga de arena, utilizando pequeñas partículas de abrasivo muy finas y control de cierre a baja velocidad. Por medio el aire se llevan partículas abrasivas que chocan en la pieza a velocidades alrededor de 900 a 18000 m/min. Se utilizan para el corte, polvos de óxido de aluminio o carburo de silicio mientras que los polvos ligeros como la dolomita o bicarbonato de sodio se usan para limpieza, grabado o pulido. Los polvos no son recirculados a causa de posible contaminación lo cual es apto a la obstrucción del sistema.

Este maquinado, corta materiales frágiles sin dañarlos. Otros usos incluyen vidrio escarchado, remoción de óxidos en superficies metálicas, rebabeado, grabado de modelos, taladrado y corte de secciones finas de metal, corte y moldeo de materiales cristalinos. Este no es adecuado para el corte de materiales blandos porque las partículas abrasivas tienden a embutirse. Comparado con procesos convencionales, la relación de remoción de material es lenta.