MUMBAI: Investigadores del Instituto Indio de Tecnología de Bombay han descubierto que las máquinas de descarga electroquímica asistidas por ultrasonidos pueden reducir significativamente la acumulación de desechos durante la perforación de orificios pequeños, mejorando así la precisión y la calidad del mecanizado de materiales frágiles.
La demanda de materiales como el vidrio y la cerámica continúa creciendo debido a su uso cada vez mayor en productos para el hogar, pantallas de teléfonos inteligentes y componentes médicos e industriales avanzados.
Perforar agujeros precisos en estos materiales frágiles, a menudo tan finos como un mechón de cabello, requiere una precisión excepcional para evitar grietas, lo que hace que la innovación en las técnicas de fabricación sea crucial.
Estudios recientes han demostrado que UA-ECDM, que combina pequeñas chispas eléctricas y vibraciones ultrasónicas, proporciona una perforación altamente precisa y eficiente.
Sin embargo, la razón detrás de esta mayor eficiencia sigue sin estar clara.
Un nuevo estudio realizado por Anurag Chanu y el profesor Pradeep Dixit del IIT Bombay llena este vacío de conocimiento.
“Los estudios anteriores se centraron principalmente en resultados experimentales, como la profundidad de procesamiento, pero no explicaron el mecanismo detrás de la mejora del rendimiento a través de la vibración ultrasónica. Al analizar el flujo de electrolitos y la dinámica de los desechos, explicamos el mecanismo básico y el papel de la amplitud de la vibración en la mejora de la eficiencia de la eliminación de desechos”, dijo el profesor Dixit, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica del IIT Bombay.
El procesamiento de descargas electroquímicas funciona generando descargas eléctricas controladas en una solución electrolítica para eliminar materiales. Estas descargas actúan como pequeños rayos que vaporizan pequeños trozos de vidrio. Pero a medida que los agujeros se profundizan, la acumulación de residuos restringe el flujo de electrolito nuevo, lo que reduce la eficiencia del mecanizado.
El estudio del IIT Bombay explica por qué UA-ECDM funciona mejor y muestra cómo mejorar la amplitud de la vibración puede mejorar aún más los resultados. Esta tecnología es valiosa cuando se requieren microcaracterísticas finas y profundas, como orificios ciegos o orificios pasantes y microcanales, en materiales no conductores como vidrio sodocálcico, vidrio de borosilicato, sílice fundida, compuestos poliméricos y alúmina.
La investigación también aborda desafíos clave de fabricación al permitir la perforación simultánea de múltiples orificios más profundos y al mismo tiempo reducir el desgaste de las herramientas.
Aunque las herramientas utilizadas en la fabricación actualmente se fabrican utilizando alambre de descarga eléctrica, un proceso que limita la creación de características ultrafinas, el estudio indica que incluso con capacidades mejoradas de UA-ECDM, el tamaño mínimo del orificio que se puede lograr aún puede depender de las dimensiones de la punta de la herramienta.
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