Ультразвуковой нож своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 18.09.2024
Ссылка:
Встраивание видео:
Размер плеера:
Мы в соцсетях:
Копировать ссылку:
Встраивание видео:
Размер плеера:
Мы в соцсетях:
Выберите формат скачивания:
Мы в соцсетях:
144P - 3GP - формат для кнопочных телефонов не поддерживающих MP4, низкое качество
360P - MP4 - формат подходит для смартфонов и планшетов, среднее качество
720P - MP4 - формат для достаточно мощных устройств и ПК, высокое качество
Мы в соцсетях:
144P - 3GP - формат для кнопочных телефонов не поддерживающих MP4, низкое качество
360P - MP4 - формат подходит для смартфонов и планшетов, среднее качество
720P - MP4 - формат для достаточно мощных устройств и ПК, высокое качество
Ультразвуковой гравер это ручное устройство, предназначенное для передачи на режущий инструмент ультразвуковых колебаний, содержащие корпус, внутри которого расположен механически связанный с режущим инструментом пьезоэлектрический преобразователь, электроды которого соединены посредством кабеля, с генератором высокочастотного напряжения ультразвуковой частоты.
Применяется для ручной финишной обработки камней и гемм, гравировки по металлам, гравировки стекла, доводки пресс форм и штампов, резьбы по хрупким материалам, резки тканей, резьбе по дереву, полировки ювелирный изделий, ремонту печатных плат, нарезки продуктов и других работ.
Схематично устройство ультразвукового гравера показано на рис.1. Ультразвуковой генератор подключается к сети 220 вольт 50 Гц и преобразует частоту напряжения до несколько десятков тысяч гц. Наиболее широкое применение получили ультразвуковые генераторы с выходной частотой электрического напряжения в пределах от 22.000 до 40.000 Гц (22. 40 Кгц).
увеличить
Высокочастотное напряжение подается по кабелю в корпус гравера, внутри которого смонтирован пьезоэлектрический преобразователь, основным узлом которого является пьезоэлемент.
Преобразователь преобразует электрическую энергию в высокочастотные механические колебания, которые передаются посредством волновода рабочему узлу гравера, содержащему режущий инструмент, обеспечивая его продольные колебания с амплитудой не менее 10 микрон.
Физической основой процесса, использованного в гравере, является значительное уменьшение усилия резания при ультразвуковой вибрации режущего инструмента. Так при наложении на инструмент высокочастотных колебаний 22. 40 Кгц с амплитудой вибрации режущего инструмента в пределах 10. 40 мк. усилие резания снижается в 10 раз. Практически это означает, что используя ручной ультразвуковой режущий инструмент, значительно легче выполнять работы указанные выше.
Внешний вид рабочего узла ультразвукового гравера показан на рис.2. В качестве инструмента гравера могут использоваться материалы – спеченный алмаз, твердый сплав, быстрорежущая сталь, медь, а также такие материалы как дерево, стекловолокно и другие материалы. Инструменты имеют различные конфигурации и различное технологическое назначение.
Работу гравера на практике можно увидеть на видеофильме ниже.
Ниже будут рассмотрены только те технологические процессы, в которых применение гравера дает преимущества по сравнении с другими методами обработки.
Резка камня при изготовлении гемм
Гемма это небольшой резной камень с углубленным или выпуклым изображением.
Геммы изготавливаются вручную при помощи алмазного или твердосплавного режущего инструмента.
Так как при ультразвуковых колебании инструмента значительно снижается усилие резания, то использование гравера позволяет легко и свободно выполнять на камне геммы сложные узоры и рисунки. На рис.3 показано как выполняются рисунки на гемме.
сменить рисунок
Нанесение рисунка производится при легком нажатии инструмента гравера. Применяются режущие инструменты V -образной формы с углом заточки 60 и 90 градусов, а также с закругленной и плоской формой режущего наконечника а также инструменты для шлифовки и полировки. Обычно диаметр этих инструментов не превышает 2 мм, а длина 40 мм. Комплект инструментов для обработки камня при изготовлении гемм можно увидеть на рис.3, если к нему подвести курсор.
Художественная резка дерева
Художественная резка дерева ультразвуковым гравером это новое направление в традиционном ремесле. По отзывам специалистов дизайнеров ультразвуковая резьба по дереву требует усилий на 90% меньше, чем при традиционном методе обработки дерева.
Легким движением гравера дизайнеры по дереву создают великолепные произведения, одно из которых показано на рис3
Применение ультразвука обеспечивает ровное и гладкое резание, даже против структуры дерева при этом резка дерева выполняется простым движением ультразвукового инструмента вперед при сохранении направления и угла заточки инструмента.
Широкий выбор инструментов позволяет выполнять как подготовительные (грубые) работы, так и финишные отделочные работы.
сменить рисунок
Инструменты для работы по дереву могут быть выполнены в виде небольших ножей из быстрорежущей стали, либо в виде стамесок, изготовленных из углеродистой стали.
Применяют ножи двух типов, которые отличаются углом заточки конца лезвия. Нож с углом заточки от 60 до 80 градусов применяют для прорезки прямых и крупных орнаментов. Нож с меньшим углом заточки до 30 градусов используют для работы с мелким и криволинейным рисунком. Ножи имеют ширину 6 или 9 мм при длине 40 мм.
Применяются стамески прямые, полукруглые и V-образной формы (стамески уголки).
Прямые плоские стамески нужны для зачистки фона , прорубки контура орнамента, снятия фасок и других работ. Имеют ширину 9, 12 и 18 мм при длине 110 мм.
Полукруглые стамески, у которых полотно и рабочая часть имеют изгиб применяются для обрезания контуров, фигур в орнаменте, полукруглых лунок и других работ. Форма полукруглых стамесок дает возможность работать краями бортов. Стамески - уголки применяются для прорезания узких линий и канавок. Используются почти во всех видах резьбы по дереву. Полукруглые стамески и стамески уголки имеют ширину 6 или 9 мм при длине 110 мм.
Инструменты в виде стамесок крепятся к корпусу гравера при помощи зажимных устройств, рассмотренных в следующем разделе.
Все эти виды инструментов представлены на рис.4, если к нему подвести курсор.
Финишная шлифовка и полировка металлических деталей
Ультразвуковой гравер может использоваться для финишной обработки литейных форм и полировки металлических деталей после инструментальной обработки. Быстро и легко сглаживаются острые края, удаляется град, полируются прорези и пазы, при этом шлифуются и полируются как плоские поверхности, так и полукруглой или круглой формы.
сменить рисунок
На рис.5 справа показана обработка гравером литейной формы и полировка полукруглого паза детали после ее инструментальной обработки (подведите курсор к рисунку) Для проведения шлифовальных и полировальных работ требуется большое количество инструментов разной формы и изготовленных из разных материалов, в том числе (алмазные, твердосплавные. различные абразивные материалы). Эти инструменты имеют различные посадочные места размер и форму.
сменить рисунок
Для закрепления этих инструментов к корпусу гравера используются зажимные устройства для закрепления круглого и плоского инструмента, а также адаптеры (переходники с одной резьбы на другую).
На рис.6 слева приведены эти устройства. Верхнее зажимное приспособление используются для зажима инструментов с круглым хвостовиком без резьбы. Среднее зажимное приспособление используется для зажима инструмента с плоским хвостовиком. И наконец нижний переходник (адаптер)предназначен для использования инструмента, который имеет резьбу меньшую. чем у резьбы посадочного места гравера.
При практическом использовании вышеуказанных зажимных устройств и адаптеров необходимо обеспечивать максимально возможный плотный контакт между инструментом и зажимным устройством. В случае если величина зазора между плоским инструментом и зажимным устройством не позволяет обеспечить плотный контакт между ними необходимо использовать тонкие металлические вкладки, а для обеспечения плотного контакта инструмента при использовании адаптеров необходимо применять гаечные ключи. Иллюстрацию вышеизложенного можно увидеть на этом же рисунке, если к нему подвести курсор.
При практическом использовании гравера могут возникнуть случаи, когда необходимо использовать дополнительный инструмент, не входящий в комплект поставляемого с гравером. В этом случае длину дополнительного инструмента необходимо обязательно выбирать примерно равной длине инструмента, поставляемого с гравером. В противном случае работа инструмента будет не эффективной.
Художественная гравировка металлических изделий
Художественная гравировка металлических изделий состоит в нанесении углубленного изображения на изделие из металла. В настоящее время углубленный рисунок на металле можно быстро получить с помощью химического или электрохимического гравирования. Но эти высокопроизводительные технологии все же не могут вытеснить резцовое гравирование. Это объясняется тем, что гравировка, выполненная с помощью металлических резцов, отличается красотой и четкостью гравированных линий, а также особой теплотой, которая свойственна только рукотворным изделиям.
Резцовое гравирование с использованием ультразвукового гравера — это механический способ получения углубленного рисунка. Резец, которым выполняется гравировка, намного прочнее и тверже обрабатываемого металла. Формы инструментов для выполнения ультразвуковой гравировки по металлу аналогичны инструментам применяемым при резке камня, рассмотренных выше.
На рис.7 приведены примеры художественной ультразвуковой гравировки по металлу, выполненных членом гильдии мастеров оружейников А.В. Головиным (Тула)
увеличить
увеличить
увеличить
Ремонт печатных плат
Ультразвуковой гравер идеально подходит для ремонтных работ для плат печатного монтажа. При правильном выборе формы и материала инструмента тот или иной вид ремонтных работ выполняется легко и эффективно. Применяются инструменты из карбида бора V-образной формы с углом заточки 30, 60, 90 и 120 градусов, а также других форм.
сменить рисунок
Используются инструменты из керамики цилиндрической и плоской формы.
При этом могут использоваться адаптеры указанные выше. На рис.8 приведен пример применения гравера при ремонте печатных плат. Некоторые виды инструментов для ремонта печатных плат приведены на этом же рисунке, если к нему подвести курсор.
В таблице приведены технологические операции применяемые при ремонте печатных плат при которых может быть использован гравер.
| Технологическая операция | Область применения |
|---|---|
| Ремонт монтажных металлизированных отверстий | Удаление излишков припоя после опайки |
| Ремонт контактных площадок | Удаление эпоксидного компаунда с поверхности контактной площадки |
| Ремонт печатных проводников | Удаляют отслоившиеся участки печатных проводников. |
| Устранение короткого замыкания | Удаляют замыкающую перемычку. |
| Ремонт основания печатных плат | Удаляют посторонние включения, отслоившиеся участки печатных проводников. Вырезают трещины, удаляют расслоения, вздутия. После заливки повреждений эпоксидным компаундом удаляют его излишки. |
Резка тканей и других материалов
Ручное ультразвуковое устройство применяется для резки синтетических тканей, кожи, резины, бумаги и др. материалов в том числе успешно используется в производстве вертикальных и фигурных тканевых жалюзи, производстве подвесных потолков, раскроя синтетических тканей типа ТЕЗА и многих других видов работ.
Для этого вида работ применяются инструменты трех типов:
- В виде плоских лезвий, изготовленных из быстрорежущей стали,
толщиной 0,4; 0,5; 0,6; и 1 мм. Эти лезвия зажимаются в адаптер,
рассмотренный выше. - В виде режущих инструментов, соединенных с державкой.
Длина этих ножей составляет от 9 до 38 мм. Державка посредством
винтового наконечника крепится на гравере. - В виде ножа клиновидной формы, режущая поверхность которого имеет
либо закругленную, либо угловую форму.
сменить рисунок
На рис.9 слева показан пример работы с ультразвуковым ножом и рассмотренные выше инструменты для него (при подведению к рисунку курсора). Особенностью технологии ультразвукового раскроя синтетических тканей является получение при ультразвуковом резании ровной кромки, даже у тканей содержащих стекловолокно.
сменить рисунок
При ультразвуковой резке тканей можно получить кривые формы и очертания. Ультразвуковой нож удобно использовать при резке тканей по шаблонам и лекалам.
При работе с ультразвуковым ножом ткань надо поместить на твердую поверхность, например, на металлическую столешницу или подложить толстое стекло.
Особенно эффективно применять ультразвуковой нож при резке толстых тканей, так как в этом случае не происходит какого-либо сильного сопротивления усилию резания, нож режет легко и свободно.
На рис.10 показаны конструкции ультразвуковых ножей, которые получили наибольшее распространение при практическом использовании как в виде лезвий, закрепленных на гравере посредством адаптера, так и ножей с винтовым креплением (подведите курсор к рисунку).
На рис.11 показан внешний вид ультразвукового ножа для резки тканей с плоским лезвием. Это устройство имеет рабочую частоту 40 Кгц.
Кроме резки тканей ультразвуковой нож можно использовать для резки листовой резины, листовых термопластичных материалов, многослойных листовых материалов (ламината), покрытий для пола, картона и бумаги. Пример использования устройства для резки различных материалов можно увидеть на прилагаемом видеоролике.
Резка пищевых продуктов
сменить рисунок
Ультразвуковой гравер может эффективно использоваться для разрезания, сервировочной нарезки, формирования, разделения, выравнивание продуктов по прямой линии.
Благодаря высокочастотной вибрации ножей проблемы с налипанием продуктов на лезвие ножа сводятся к минимуму. В результате не требуется охлаждать или замораживать продукты перед его резанием.
На рис.12 показаны продукты нарезанные ультразвуковым ножом. На этом же рисунке изображен (при наведении на рисунок курсора) и сам нож при помощи которого производилась нарезка продуктов.
Преимущества ультразвуковой технологии при резке продуктов кратко сводятся к следующему:
- повышение производительности;
- улучшение качества резки;
- при резке многослойных продуктов не происходит их "размазыванния";
- твердые продукты, например, орехи и фрукты, разрезаются ровно и без смещений;
- практически не происходит налипания продуктов на лезвие ножа;
- снижение усилия резания;
Общий вид ручного устройства с рабочей частотой 22 Кгц для резки продуктов приведен ниже.
В верхней части рис.13 слева показан инструмент в виде долота. Этот инструмент, кроме его применения для резки пищевых продуктов, можно использовать и для разделения плотно соприкасающихся поверхностей, а также удаления ржавчины.
Мы отметили лишь основные моменты конструкции ультразвукового ручного инструмента для механической обработки материалов и возможности его использования. Многие важные вопросы остались незатронутыми, другие требуют определенной технической подготовки. Поскольку материал предназначен для специалистов не знакомых детально с физикой ультразвука он несколько упрощен. Однако надеемся, что данная статья дает достаточно цельное представление о том, что же такое ультразвуковой ручной инструмент и где его можно использовать.
В заключение хочу сказать большое спасибо своим бывшим коллегам Чернышеву Б.В. и Федотову Б.Т., с которыми проработал много лет в НИИ ИМПУЛЬС (Москва), и благодаря труду и таланту которых были созданы первые промышленные образцы ручных ультразвуковых устройств, нашедших применение в отечественной практике.
ЧУДО психоанализа: заработать на модных профессиях не прочь даже бывший священник
Отец избитой мигрантами девочки рассказал, как власти стараются замять конфликт
В Краснодаре автолюбительница наотрез отказалась уступать место скорой помощи
10 случаев, когда реальные люди, о которых снимались биографические фильмы, получали в них.
Redkey W12: пылесос который может одновременно пылесосить, мыть шваброй и самоочищаться
Дворник из Красноярска стал звездой после очистки чужих машин (2 фото + видео)
Как Макдоналдс и Илон Маск в шутку сделали кого-то миллионерами
Вечер по-настоящему очумительных историй от пользователей Twitter
Технические ляпы из наших любимых советских фильмов
Во время задержания в США мужчина сделал резкое движение - и полицейские открыли ураганный огонь
В Серове из-за холодной шаурмы устроили кровавые разборки
Раньше было лучше: ушедшие или растерявшие шарм программы ТВ 90-х и 00-х
Застрявшую в болотах собаку спасли сосисками и дроном
Вынесен приговор юноше, напавшему на учителя с ножом
Спасатели нашли тело утонувшей в крещенской купели женщины
В Москве парень выпрыгнул из окна, чтобы не мыть пол в квартире
Дизайнеры спроектировали дома по мотивам известных фильмов
Совсем одурели с этим своим аниме: Японцы массово отказываются от риса
Импровизация, после которой Юрий Никулин едва не оказался в милиции
Трейлер фильма "Анчартед: На картах не значится" (2022)
Британский турист обнаружил в унитазе огромного варана
Дерзкое ограбление в общественном туалете на Таганке
Британец раскрасил фотографии жертв Холокоста к 77-летию освобождения узников Освенцима
Король драмы: в Китае мужчина устроил демонстрационную попытку суицида, потому что его сын не женат
Пьяная женщина на BMW, сбившая мальчика избежала наказания, а её муж угрожает семье ребёнка
15 трогательных кадров, которые доказывают, что счастливый конец существует
Актеры, которые упустили шанс сняться во "Властелине колец"
Неожиданность, шок, оцепенение: как женщины рассказывают мужчинам о своей беременности
Не так давно из русскоязычного сектора интернет по решению суда были удалены статьи, касающиеся самостоятельного изготовления топоров. До изготовления ножей пока не добрались (и надеемся, этого не случится, ибо нож есть главный инструмент попавшего в экстремальную ситуацию!), поэтому сегодня поговорим про то, как сделать нож своими руками.
Руководство по изготовлению ножей
Автор — Chad McBroom
Как сделать нож своими руками
Шаг 1: Выбор ножевой стали
Можно использовать основные высокоуглеродистые стали, типа 1095 или 1075. Или инструментальные, типа O1. Причём приобретать материалы лучше у дилеров, специализирующихся на материалах для столовых приборов, поскольку они поставляют самые правильные и однородные материалы. Плюс вы сразу сможете купить болванку нужно толщины и ширины, что сэкономит вам много времени и усилий.
Шаг 2: Выбор формы ножа
Следующий шаг – выбор формы лезвия и рукояти с последующим переносом этого рисунка на кусок металла. Для этого сначала наносите рисунок на картон, вырезаете его, прикладываете к заготовке и обводите обычным чёрным маркером.
Шлифовальная машина — недорогой электроинструмент, который поможет вам быстро сформировать заготовку ножа. Воспользуйтесь затем напильником, чтобы сгладить и выпрямить формы будущего ножа. Напильники разного размера и формы значительно упростят этот процесс.
Ну а что конкретно выбирать – тут уж сами решайте. Вариантов, к счастью, множество. Только советую не начинать сразу с чего-то сложного.
Шаг 3: Формирование заготовки
Из-за ограниченного набора инструментов, пожалуй, самый долгий и нудный этап. В принципе, вам хватит обычной пилки по металлу и напильника, а ещё – горы терпения и усидчивости. Так что если получится взять угловую шлифовальную машинку или электропилу по металлу, считайте, что вам очень повезло.
Но независимо от инструментов, процесс одинаков – вырезания металла по заранее намеченным линиям. И когда вы с помощью пилы удалите большую часть материала, используйте напильник для выравнивания контуров и скругления углов. Желательно использовать несколько напильников разных форм и размеров, чтобы было проще работать с некоторыми сложными местами.
И да, не забудьте просверлить на конце рукояти сквозное отверстие для темляка – через него потом будет фиксироваться обмотка, а сделать это легче до того, как вы эту сталь начнёте закалять.
Шаг 4: Шлифовка поверхности
Когда вы закончили работу над общими контурами заготовки, самое время взяться за её поверхность. Вам нужно убедиться, что она будет ровной. А выравнивать её можно хоть шлифовальной машинкой, хоть точильными камнями. Ваша цель – подготовить поверхность для того, чтобы на ней можно было создать спуски. Ну и чтобы она стала красивой и блестящей.
Если сложных инструментов у вас нет, то рекомендую начать с обычной наждачной бумаги с зернистостью 80. А если к ней добавить немножко WD-40, то процесс шлифования станет заметно удобнее. Кроме того, вам понадобятся тиски, чтобы удерживать нож в заданном положении. А ещё лучше – используйте их совместно с плоской доской, чтобы случайно не повредить материал.
Шаг 5: Выведение спусков лезвия
Изготовление инструмента для создания спусков
Для сборки направляющей конструкции вам понадобятся 3 доски длиной порядка 60 см и толщиной 9 см, столярный клей, 4 или 5 болтов с проушинами, две гайки для этих болтов и длинный винт с плотной резьбой, который будет у нас в качестве стопора. Ну ещё и какие-нибудь настольные тиски, чтобы удерживать готовое приспособление на столе.
Создание спусков лезвия на инструменте
Теперь вам понадобится длинный металлический штырь с удобной рукояткой, к которому с помощью зажимов прикрепить напильник. Устанавливаем стопорный болт, затем – болт с проушиной на определённом расстоянии, которое будет регулировать наш угол заточки. В чём смысл. Штырь проходит через проушину, прикреплённый к нему напильник оказывается под заданным углом к деревянной основе.
Теперь осталось только зафиксировать с помощью металлических зажимов на не ней заготовку для ножа так, чтобы напильник как раз оказался там, где нужно будет формировать спуск. Направляющий болт будет его ограничивать, чтобы вы случайно до рукояти не дошли, болт с проушиной – удерживать заданный угол. Он, кстати, должен быть порядка 30 градусов.
Ну а теперь – выводим спуски лезвия ножа. Возвратно-поступательными движениями напильника доводим спуск с одной стороны до средней линии, затем – переворачиваем и повторяем процедуру. Возможно придётся поменять угол наклона, но для этого всего лишь нужно передвинуть болт с проушиной на несколько делений.
Шаг 6: Термическая обработка
Многоступенчатый процесс, необходимый для создания закалённой кромки, которая при этом не будет хрупкой. Первый пункт – нагрев стали до точки, при которой она временно теряет свои магнитные свойства. Обычно для этого используется угольная или газовая кузнечная печь, но если её нет, сойдёт и бутановая/пропановая горелка.
Лезвие нужно нагревать от начала режущей кромки как минимум до средней линии основного скоса. И до тех пор, пока сталь не окажется равномерно окрашенной в вишнёво-красный цвет. Критерий готовности – при прикосновении к нагретой части магнитом, он не притягивается. Если так оно и есть, то можно работать с ней дальше — закалять. Только не забудьте снова нагреть сталь после проверки магнитом.
Затем, вытащите клинок из источника тепла и как можно быстрее окуните его в жидкость для закалки. Обязательно подвигайте его там, чтобы он равномерно охладился. Вытащите и проверьте эффективность с помощью напильника – если сталь стала достаточно твёрдой, напильник соскользнёт с края, не оставив следа.
Цель этой процедуры – быстрое охлаждение стали, при котором происходит образование мартенсита – исключительно твёрдого материала. Но и довольно хрупкого, поэтому он нуждается в дополнительной термообработке при более низком температурном диапазоне, но в течение более длительного времени.
Так что, как только металл остынет, поместите его в духовку на 1 час при температуре около 200°С (этот показатель может меняться в зависимости от того, какой материал вы используете). Затем вытащите нож, дайте ему остыть, и ещё на час в духовку при тех же условиях.
Шаг 7: Опять полировка
После термообработки, вам нужно будет удалить с поверхности металла окалину и нагар. По сути – повторение шага 4, так что расписывать не будем. Объем и длительность работы зависят исключительно от ваших личных предпочтений – насколько грубый или, наоборот, отполированный продукт вы хотите видеть в результате.
Шаг 8: Обмотка рукояти ножа
Изготовление деревянных ножевых рукоятей – само по себе искусство, так что в подробности мы вдаваться не будем. А начать можно с более простого – обмотки рукояти паракордом. Один раз оберните шнур вокруг начала рукояти, перекрестите концы, снова оберните, опять перекрестите и так до тех пор, пока не будет покрыт весь хвостовик. Как дойдёте до конца – протяните паракорд в отверстие для темляка и затяните узел на противоположной стороне. Лишнее обрезать, концы – оплавить, чтобы закрепить узел.
Шаг 9: Заточка ножа
Последний шаг на этом нелёгком пути. В зависимости от формы спусков, вам понадобится некоторое время, чтобы сформировать вторичную фаску, которая и превратится в режущую кромку. Делать это можно как с помощью точильных камней, так и посредством механических точилок. Чем точнее вы будете удерживать угол, тем более тонкой и острой получится кромка.
Ну а если вы хотите ещё и зеркальный блеск, то тут не обойтись без финишной доводки, которая осуществляется, например, кожаным ремнём. Можно, кстати, взять самый обычный ремень – с натуральной замшевой внутренней поверхностью, которую, впрочем, перед работой лучше обработать зубной пастой или автомобильной полировкой.
Заключение
Можно потратить всю жизнь на овладение секретами металлообработки и кузнечного дела. А можно использовать базовые навыки и знания для получения простейших рабочих инструментов. Главное – начать. И информации, которую мы вам сейчас предоставили, должно хватить для того, чтобы попытаться сделать нож своими руками.
Читайте также: