Tehnologii neconvenționale

Prelucrarea materialelor metalice utilizand tehnologiile neconvenţionale în vederea obţinerii unor produse a apărut ca o necesitate obiectivă, complementară, esenţială şi uneori unică, alături de tehnologiile clasice.

Prelucrarea metalelor în vederea obţinerii de piese finite se realizează prin procedee de deformare plastică (laminare, forjare, trefilare, extrudare), procedee de aşchiere (strunjire, rabotare, frezare, găurire, alezare etc.), dar şi prin procedee moderne, neconvenţionale de prelucrare (eroziune chimică, electroeroziune, prelucrare cu plasmă, cu laser). Unele procedee sunt aplicabile şi la alte categorii de materiale. Astfel, aşchierea se aplică şi la lemn, mase plastice, cauciuc; matriţarea, extrudarea se aplică şi la mase plastice şi cauciuc; prelucrările neconvenţionale se aplică şi la materiale ceramice ş.a.

Prelucrarea materialelor prin procedee speciale, bazate pe alte principii decât procedeele clasice a fost denumită prelucrare neconvenţională, sau specială.

Prelucrările neconvenţionale sunt definite ca fiind acele procedee care îndeplinesc cel puţin una dintre condiţiile:

- sunt eficiente pentru prelucrarea unor materiale cu proprietăţi deosebite (de exemplu cu duritate mare, sau casante etc.);

- permit obţinerea cu mare precizie a unor suprafeţe speciale ca formă, dimensiuni, rugozitate (cu microasperităţi);

- se aplică în medii speciale, ionizate sau nu, la presiuni mari sau vid.

Cele mai multe procedee se bazează pe îndepărtarea din semifabricat a unor microaşchiide de dimensiunile a zecimi până la miimi de mm, ca urmare a fenomenelor de eroziune. Se utilizează un agent eroziv, care poate fi un sistem fizico-chimic complex, capabil să cedeze energie direct suprafeţei de prelucrat, sau mediului de lucru. Energia transferată poate fi electrică, electrochimică, electromagnetică, chimică, termică, sau mecanică şi contribuie la distrugerea integrităţii materialului de prelucrat, până se ajunge la dimensiunile şi calitatea dorită a suprafeţelor piesei

Exemple de utilizări :

- ştanţe şi matriţe complexe;

- camele de la strungurile automate;

- camele pentru mecanismul de avans radial de patrundere al masinilor de rabotat;

- sabloane cu diferite contururi, cu caracter didactic etc.;

- acoperiri metalice ;

- gravarea unor profile complexe;

- tăierea unor contururi foarte precise sau a unor materiale extradure şi foarte groase / subţiri;

- confecţionarea unor filtre şi site metalice extrem de fine;

- capace pentru gurile vizitare a rezervoarelor hidraulice;

- extragerea din piese a unor scule rupte sau a unor organe de asamblare;

piese cu profil complex, din materiale dure, care nu permit utilizarea procedeelor de prelucrare mecanice clasice

EVOLUŢIA TEHNOLOGIILOR NECONVENŢIONALE

Legile electrolizei, formulate de către Michael Faraday (1791-1867), în 1833, aveau să constituie o bornă fundamentală pe traseul dezvoltării procedeelor electrochimice de prelucrare. Ulterior, galvanoplastia avea să apară spre sfârşitul secolului al XIX-lea, îndeosebi prin contribuţia fizicianului B. S. Iakobi, pentru ca savantul rus E.I. Şpitalski să se remarce prin cercetarea celui dintâi procedeu de prelucrare prin eroziune electrochimică (lustruirea electrochimică).

Boris şi Natalia Lazarenko sunt primii care au propus (1941) utilizarea efectelor distructive ale descărcărilor electrice în cadrul unui procedeu ce va sta la baza apariţiei prelucrărilor prin electroeroziune.

Anul 1928 avea să fie anul în care chimistul şi fizicianul american Irving Langmuir (1881-1957) a folosit pentru prima oară conceptul de plasmă.

Albert Einstein, prestigioasă personalitate a fizicii moderne, întrevăzuse posibilitatea existenţei fenomenului laser încă din 1917, dar cele dintâi aplicaţii susceptibile de utilizare industrială aveau să apară abia după anul 1960, an în care fizicianul american Theodore Maiman a pus în funcţiune primul echipament laser.

Utilizarea ultrasunetelor în vederea prelucrării materialelor dure şi fragile pare să fi fost propusă în 1948, de către J. Farrer, specialist ce a obţinut un brevet în direcţia menţionată.

Fasciculul de electroni a fost utilizat, pentru prima oară, în vederea executării unei prelucrări, de către firma germană Zeiss, în anul 1950.

În România, cea dintâi cercetare de amploare în domeniul tehnologiilor neconvenţionale a fost efectuată de către M. Singer, autorul unei teze de doctorat (susţinute în 1954) în care erau abordate probleme ale prelucrării anodo-mecanice.

În anii 1956-1957, sunt iniţiate cercetări de către cei care vor constitui, ulterior, prestigioasa şcoală timişoreană din domeniul tehnologiilor neconvenţionale; un prim grup de cercetători s-a format în jurul profesorului dr. doc. ing. Aurel Nanu, remarcabilă personalitate a ingineriei mecanice în general.

O primă monografie consacrată metodelor neconvenţionale („prelucrărilor electrice”) a fost publicată în 1968, de către un colectiv de specialişti condus de prof. dr. ing. Ionel Gavrilaş, de la Institutul Politehnic Bucureşti (actuala Universitate Politehnica Bucureşti.

Un alt centru universitar cu realizări importante în domeniul tehnologiilor neconvenţionale este Braşovul, aici iniţiindu-se şi dezvoltându-se mai întâi cercetări de amploare privind prelucrarea prin electroeroziune (prof. dr. ing. Gheorghe Obaciu - teză susţinută în anul 1969) şi respectiv prelucrarea prin eroziune electrochimică (prof. dr. ing. Mircea Ivan – teză susţinută în 1970).

O intensă activitate în domeniul tehnologiilor neconvenţionale a fost desfăşurată de către un grup de specialişti ai Universităţii „Ştefan cel Mare” din Suceava.

La Univers