Tréfilage de fils et étirage de tubes et de profilés assistés par ultrasons (UAD)

Hielscher Ultrasonics fabrique un porte-filière vibrant par ultrasons, compatible avec les filières de tréfilage standard d’un diamètre extérieur allant jusqu’à 42mm. La vibration ultrasonore réduit considérablement la tension nécessaire sur la ligne pour réduire le diamètre. Cela permet d’augmenter la vitesse de la ligne ou la réduction de section à chaque passe de tréfilage.
Grâce à cette technologie, de nombreux matériaux, tels que le cuivre, l’acier ou l’aluminium, peuvent être tréfilés avec de l’eau pure au lieu d’huile ou de savon de tréfilage.

Pourquoi combiner les ultrasons et le tréfilage ?

Le tréfilage du fil machine nécessite de la puissance pour surmonter les frottements et déformer le matériau. Dans une ligne de tréfilage conventionnelle, cette puissance provient uniquement du cabestan en rotation. La force de traction exercée sur le fil machine augmente avec la vitesse de la ligne, le diamètre du fil et le taux de réduction du diamètre. La résistance à la traction et la limite d’élasticité sont des facteurs déterminants pour le tréfilage de fils de petit diamètre, car le rapport entre la circonférence et la section est plus élevé lorsque le diamètre du fil est plus petit. Cela limite la vitesse de la ligne de tréfilage et la réduction du diamètre à chaque passe.
Le tréfilage de fils et l’étirage de tubes et de profilés assistés par ultrasons réduisent les forces de traction et, par conséquent, le risque de rupture.

Comment fonctionne le tréfilage assisté par ultrasons ?

Le tréfilage assisté par ultrasons transmet une vibration longitudinale à haute fréquence à la filière. La fréquence de vibration typique est de 20kHz, et le déplacement de la filière peut atteindre 100 microns (pk-pk). Plus le rapport entre la vitesse vibratoire de l’outil et la vitesse du fil machine est élevé, plus la force de traction sur la ligne de tréfilage peut être faible. Ainsi, pour une limite de contrainte de traction donnée, le tréfilage assisté par ultrasons permet d’augmenter la vitesse de la ligne ou d’obtenir une réduction de section plus importante en une seule passe. La réduction de la force de traction rend le tréfilage ou l’étirage assisté par ultrasons particulièrement avantageux pour les matériaux de petit diamètre et les produits creux, tels que les tubes.

vibration longitudinale de la filière de tréfilage

Puis-je utiliser le tréfilage assisté par ultrasons ?

Le tréfilage assisté par ultrasons fonctionne à des vitesses de ligne allant jusqu’à 300m/min (900ft/min). Le porte-filière à ultrasons standard est compatible avec des filières de tréfilage de 25mm et 42mm de diamètre extérieur. Des porte-filières à ultrasons pour d’autres dimensions sont en cours de développement et disponibles sur demande.
Le diamètre intérieur des filières de tréfilage est généralement compris entre 0,01mm et 8mm (AWG#40 à AWG#0).

Que faut-il pour le tréfilage ou l’étirage assisté par ultrasons ?

L’UAD utilise votre filière de tréfilage standard. Un résonateur ultrasonore – également appelé sonotrode – remplace le porte-filière conventionnel. Cette sonotrode est une innovation spécifique de Hielscher Ultrasonics. Elle transmet efficacement les vibrations longitudinales ultrasonores à la filière. Afin de réduire l’espace nécessaire à l’installation, l’élément moteur ultrasonore – également appelé transducteur – fait vibrer la sonotrode par le haut. Une installation UAD typique occupe moins de 250mm de longueur sur la ligne.
Les vibrations ultrasonores sont générées par nos appareils à ultrasons standard, tels que : UIP1000hdT (1,0kW), UIP1500hdT (1,5kW), UIP2000hdT (2,0kW) ou UIP4000 (4,0kW). Ces appareils assurent le fonctionnement de divers procédés en régime 24h/7d dans le monde entier. La puissance nécessaire dépend de la vitesse de la ligne, du matériau et des dimensions. Les appareils à ultrasons sont interchangeables si une augmentation de la vitesse de la ligne nécessite davantage de puissance.
Vous pouvez facilement équiper toute ligne de tréfilage ou d’étirage existante d’un système à ultrasons. De nombreux fabricants de lignes de tréfilage connaissent bien l’installation de notre système à ultrasons ou son intégration dans des lignes existantes. Certaines machines récentes disposent déjà d’un espace réservé à l’ajout ultérieur du système à ultrasons.