Ultrasonido

Definición

El ultrasonido es la presión acústica cíclica con una frecuencia mayor que el límite superior del oído humano. Aunque este límite varía de persona a persona, es aproximadamente 20 kilohercios (20.000 hertz) en adultos sanos, jóvenes y por lo tanto, sirve de 20 kHz como límite inferior útil para describir el ultrasonido.

La producción de ultrasonido se utiliza en muchos campos diferentes, normalmente para penetrar un medio y medir la firma de reflexión o suministrar energía centrada. La firma de reflexión puede revelar detalles sobre la estructura interna del medio, una propiedad también utilizada por animales como los murciélagos para la caza.

La aplicación más conocida de ultrasonido es su uso en Sonografía para producir imágenes de fetos en el útero humano. Hay un gran número de otras aplicaciones las cuales serán mencionadas más adelante en este informe.

Componentes principales del ultrasonido

Dado que un ultrasonido no es más que un sonido cuya frecuencia es superior a 20.000 Hz, sus cualidades básicas de sonido no cambian, éstas son:

Altura: Corresponde a la frecuencia de las ondas de un sonido.

Intensidad: Corresponde a la amplitud de onda de una vibración sonora.

Timbre: Corresponde a la forma de la onda, ésta dependerá dela forma del objeto que produce el sonido.

Mecanizado Ultrasónico

El mecanizado ultrasónico es un proceso de índole mecánica en el que se remueve material de la pieza dejando una forma especifica en ella. Para ello la herramienta vibra a 20kHz y gira a unos 5krpm, todo ello en acompañado por un liquido abrasivo que ademas sirve para refrigerar la pieza, los materiales normalmente usados son el acero, acero inoxidable y molibdeno, etc.

La forma de la herramienta es importante para que no recoja energia, la punta nunca toca la pieza que suele ser de materiales ductiles, el material abrasivo (contenido en una pasta) es el que realmente se come el material, normalmente las particulas de abrasivo suelen ser duras, como por ejemplo, diamante, nitruro cúbico de boro, carburo de boro, carburo de silicio, yóxido de aluminio, de estos materiales 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 maquina. 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 mas importantes del transductor son un electromagneto y una pila de placas de níquel.

Aplicaciones

Materiales blandos y duros de todo tipo, metálicos, no metálicos, cerámicos o compuestos.

Producir hoyos, huecos y formas irregulares limitado solo por las formas disponibles para las herramientas.

La razón de profundidad-diámetro es baja, generalmente de 3:1.

Dependiendo del abrasivo se pueden procesar materiales como el carburo de tungsteno, cerámicas de alta densidad, duros compuestos sinterizados, piedras preciosas, minerales, etc..

Beneficios y aplicacions del ultrasonido

Existen múltiples aplicaciones del ultrasonido. A nivel industrial, permite medir distancias o desarrollar ensayos no destructivos, por ejemplo.

...