Ультразвуковой нож. Резка пищевых продуктов

Принцип ультразвуковой резки полностью отличается от традиционных технологий резки материалов. В первом случае используется , не требующая заточки режущих граней инструмента и приложения больших усилий.

В отличие от механической резки, при ультразвуковой резке нет ни стружки, ни шума, нет сожженных краев, как при лазерной или другой термической обработке, нет выделяющегося дыма или газов. По сравнению с водоструйной резкой, нет проникновения влаги в материал. Однако, с точки зрения стоимости резки, ультразвуковой метод является альтернативой лазерной и гидроабразивной резке.

Режущий наконечник совершает ультразвуковые вибрации, при которых очень малы силы трения, а разрезаемый материал не прилипает, что является особенно важным для вязких и эластичных материалов, замороженных продуктов питания, резины и других материалов, которые не могут быть разрезаны под давлением.

Ультразвуковые волны не слышны для человека. Ультразвуковой режущий нож вибрирует с амплитудой 10 - 70 мкм в продольном направлении. Вибрация является микроскопический, поэтому она не может быть видна. Движение повторяется 20000 - 40000 раз в секунду (частота 20 - 40 кГц).

Ультразвуковые устройства с более низкой частотой имеют больший вес и более высокую выходную мощность. Высокие значения амплитуды могут быть достигнуты также при более низких частотах. Машины с частотой 20 кГц более подходят для резки толстых и прочных материалов.

Недостатком таких устройств является то, что частота ультразвука близка к слышимому диапазону и, возможно, потребуются меры для снижения шума при работе.

Устройства с 35 кГц больше подходят для более тонких материалов, таких, как фольга, искусственная кожа и текстиль, а также для обработки деталей сложной формы. При этом машины бесшумны в работе.

Устройства для ультразвуковой резки состоят из ультразвукового преобразователя, наконечника-концентратора, ножа и блока питания. Ультразвуковой преобразователь служит для превращения электрической энергии в механическую (ультразвуковую).

В настоящее время практически повсеместно используется электрострикция - эффект, обратный . Это означает, что переменное электрическое напряжение подается в преобразователь на керамическую или кварцевую пластину, генерирующую ультразвук. Акустический концентратор увеличивает выходную амплитуду колебаний в области резки.

Материал размягчается и режется под воздействием ультразвуковой энергии, и лезвие ножа просто играет роль позиционирования пропила и выхода ультразвуковой энергии. Режущие силы уменьшаются примерно на 75%, а производительность процесса резки значительно увеличивается, по сравнению с другими способами резки.

Для увеличения эффективности резки могут применяться абразивы.

Скорость резки зависит от обрабатываемого материала, и в общем случае определяется по соотношению: V = 4*X*е, где X - максимальная амплитуда колебаний, м, e - частота ультразвука, Гц.

Таким образом, при амплитуде 12 мкм и частоте 35 кГц скорость резки составит: 4*0,000012*35000=1,68 м/с.

Как известно из других технологий (например, при механической резке), с увеличением скорости резания не только уменьшаются силы резания, но и увеличивается износ лезвия режущего инструмента. Поэтому и для ультразвуковой резки рекомендуются лезвия из твердосплавных материалов. Стойкость твердосплавных металлических лезвий может достигать 20 000 м длины реза и более.

Устройство для ручной резки ультразвуком

Ультразвуковая резка подходит для таких материалов, как резина, ПВХ, печатные платы, пленки, композиционные материалы, пластмассы, все виды бумаги, ткани, ковры, кожа, продукты питания (замороженное мясо, конфеты, хлеб, шоколад и др.), тонкая фольга и сотовые материалы, для очистки окаменелостей, для удаления ржавчины и краски, для гравировки металла и резьбы по дереву, для разметки по металлу.

Ультразвуковая резка может осуществляться как в ручном режиме, так и с применением автоматизированных установок и роботов, существуют также модели для 3-D резки сотовых материалов.

Полезная модель предназначена для резки упругих и/или вязких материалов, таких как резина, каучук, сыр, горячий хлеб и т.д., то есть таких материалов, разделение или формование которых вызывает трудности из-за их вяжущих или упругих свойств. Предложена конструкция, в которой режущий инструмент выполнен в виде симметричной конструкции, которая обеспечивает наименьшие потери.

Предлагаемая полезная модель предназначена для резки упругих и/или вязких материалов, таких как резина, каучук, сыр, горячий хлеб и т.д., то есть таких материалов, разделение или формование которых вызывает трудности из-за их вяжущих или упругих свойств.

Известен ультразвуковой хирургический инструмент (SU, А.С №133149), который содержит ультразвуковой блок, размещенный в корпусе, соединенный с концентратором, в котором выполнен осевой канал. Ультразвуковой блок является источником продольных колебаний для возбуждения рабочего органа и насоса перестальтического типа. Концентратор передает продольные колебания от ультразвукового блока к рабочему органу, например к скальпелю. В рассматриваемом устройстве происходят значительные потери ультразвуковой энергии, так как конструкция предполагает несколько соединительных участков, в которых происходит затухание ультразвуковых колебаний. Недостатком также является сложность закрепления скальпеля в концентраторе и согласование параметров ультразвукового блока со скальпелем.

Известен ультразвуковой нож (SU, А.С. №1355487), который предназначен для обрезки книжных блоков в полиграфическом производстве. Он содержит ультразвуковой блок, концентратор которого соединен с режущей пластиной, заточенной с режущей стороны. Режущая сторона пластины расположена под углом 15° к направлению распространения продольных колебаний. Практически это означает, что устройство работает не как нож, а как очень медленно рубящий инструмент. Недостатком такой конструкции являются большие потери ультразвуковой энергии, вызванные несимметричностью конструкции режущей пластины, которая приводит к ее рассеянию в материале режущей пластины. К тому же, линейное изменение расстояния между режущим краем и концентратором делает невозможным получение резонансных условий.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому устройству является ультразвуковой хирургический инструмент (SU, А.С. №797675), который содержит ультразвуковой блок, помещенный в корпус, и соединенный с ним в точке нулевых колебаний, ручку и концентратор, выполняющий функцию режущего инструмента, имеющего форму, проекция которой на плоскость имеет форму скальпеля, ручка скальпеля выполнена с утолщенным концом, толщина которого позволяет выполнить разъемное резьбовое соединение с ультразвуковым блоком. Поскольку известное устройство предназначено для разделения костных тканей, то рабочая режущая часть концентратора снабжена зубьями. В известном устройстве ультразвуковой блок

генерирует продольные ультразвуковые колебания, которые распространяются по концентратору - режущему инструменту, а его режущая сторона расположена параллельно направлению распространения этих колебаний, поэтому направление колебаний будет совпадать с режущими движениями ножа. Учитывая назначение инструмента, для того, чтобы устранить заклинивание его в кости, поперечное сечение режущего инструмента выполнено в форме конуса.

Недостатком известного устройства является большие потери ультразвуковой энергии, вызванные несимметричностью режущей части инструмента, так как при распространении по ней ультразвуковых колебаний возникают дифракционные явления.

Технической задачей, решаемой полезной моделью является уменьшение ультразвуковых потерь.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, также, как и известное содержит ультразвуковой блок, помещенный в корпус, и соединенный с ним в узловой плоскости, концентратор, выполняющий функцию режущего инструмента, часть которого выполнена с утолщенным концом, толщина которого позволяет выполнить разъемное резьбовое соединение с ультразвуковым блоком, а длина режущего инструмента кратна целому числу полуволны ультразвуковых колебаний, генерируемых ультразвуковым блоком. Но, в отличие от известного, в предлагаемом устройстве концентратор имеет два режущих края, расположенных параллельно направлению распространения продольных колебаний, и выполнен с утолщением вдоль центральной части, расположенным на одинаковом расстоянии от режущих краев, а толщина его выбрана из условия отсутствия изгибных колебаний инструмента.

Достигаемый технический результат - уменьшение потерь ультразвуковой энергии. Потери в предложенной конструкции уменьшены за счет выполнения концентратора - режущей части устройства, полностью симметричной формы. Из теоретических основ ультразвука известно, что отступление от симметрии в форме звукопроводящего элемента вызывает увеличение его дифракционных свойств и, соответственно, увеличение потерь. Для обеспечения симметрии два противоположных края ножа выполняют одинаковыми, а утолщение выполняют на равных расстояниях от этих краев. Этим устройство отличается от известных ультразвуковых ножей, в которых один край режущего элемента толще другого. Толщина обеспечивает не только прочность, которая необходима для выполнения ножом своих функций, но и обеспечивает отсутствие в концентраторе изгибных колебаний, которые разрушающе

действуют на сам концентратор и ухудшают его функциональные свойства - качество реза.

Совокупность признаков, сформулированных в пункте 2 формулы, характеризуют ультразвуковой нож, в котором корпус выполнен в форме, позволяющей использовать его как рукоятку ножа.

Совокупность признаков, сформулированных в пункте 3 формулы, включающей все признаки пункта 1, характеризуют ультразвуковой нож, который снабжен рукояткой, установленной перпендикулярно продольному направлению корпуса, в плоскости расположения режущих краев.

Сформулированные выше частные случаи выполнения ультразвукового ножа являются практически функционально эквивалентными, но при работе вызывают напряжения разных групп мышц.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 и 2 приведен пример выполнения ножа в двух проекциях, а на фиг.3 - сечение режущего инструмента.

Ультразвуковой нож содержит корпус 1, в котором установлен ультразвуковой блок 2. Этот блок может быть выполнен как на основе магнитострикционного, так и на основе пьезокерамического преобразователей. Корпус закреплен на ультразвуковом блоке в узловой плоскости. В этой плоскости амплитуда колебаний равна нулю, поэтому они не могут предаваться на корпус. Ультразвуковой блок соединен с концентратором 3 - режущим инструментом с помощью резьбового элемента 4 - шпильки. Для этого торец режущего инструмента 3 выполнен с утолщением, которое позволяет выполнить в нем отверстие под шпильку. Длина концентратора кратна целому числу полуволн для обеспечения эффективного использования ультразвуковой энергии. Таким образом, длина режущего инструмента будет определяться используемой частотой и материалом, из которого он изготовлен. Выбор этих параметров определяется назначением ножа. Режущие края 5 концентратора расположены параллельно направлению ультразвуковых продольных колебаний. Центральная часть ножа имеет большую толщину по сравнению с режущими краями (фиг.3). Толщина выбирается эмпирически, исходя из условия отсутствия изгибных колебаний в теле режущего инструмента. Устранение изгибных колебаний снижает уровень максимальных осевых напряжений, возникающих при колебаниях, и за счет этого увеличивается срок службы инструмента в несколько раз. При этом значительно улучшаются функциональные свойства ножа, т.е. улучшается качество разрезанных поверхностей. Благодаря тому, что режущий инструмент выполнен в виде

симметричной конструкции, потери энергии ультразвуковых колебаний в теле режущего инструмента сведены к минимально возможным..

В зависимости от местоположения разрезаемого объекта возможное разное конструктивное выполнение режущего инструмента. В частности, корпус 1 может иметь форму, которая позволяет его использовать как ручку. Возможен такой вариант выполнения, при котором корпус 1 снабжен дополнительной ручкой 6, которая установлена перпендикулярно ему, и расположена в плоскости, проходящей через режущие края

Режущий край ножа подводят к объекту, который нужно разрезать и начинают процесс разрезания. Нож при этом двигают вперед-назад с легким надавливанием. При возбуждении ультразвуковым блоком колебаний добавляются усилия продольной моды ультразвуковых колебаний, также имеющих направление вперед-назад. Поэтому процесс резки проходит легко и быстро.

1. Ультразвуковой нож, содержащий ультразвуковой блок, помещенный в корпус и соединенный с ним в узловой плоскости, концентратор, выполняющий функцию режущего инструмента, часть которого выполнена с утолщенным концом, толщина которого позволяет выполнить разъемное резьбовое соединение с ультразвуковым блоком, а длина режущего инструмента кратна целому числу полуволны ультразвуковых колебаний, генерируемых ультразвуковым блоком, отличающийся тем, что инструмент имеет два режущих края, расположенных параллельно направлению распространения продольных колебаний, и выполнен с утолщением вдоль центральной части, расположенным на одинаковом расстоянии от режущих краев, а толщина его выбрана из условия отсутствия изгибных колебаний инструмента.

2. Ультразвуковой нож по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен в форме, позволяющей использовать его как рукоятку ножа.

3. Ультразвуковой нож по п.1, отличающийся тем, что на корпусе перпендикулярно его продольной части в плоскости расположения режущих краев установлена рукоятка.

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.

Рис.1 Устройство ультразвукового гравера

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

Рис.2 Устройство ультразвукового гравера

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.

Видеофильм о работе ультразвукового гравера

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

Рис.3 Выполнение рисунков на гемме

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

Рис.4 Художественная резка дерева

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

Рис.5 Обработка литейной формы

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

Рис.6 Зажимные устройства для инструмента

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

Рис.7 Художественная резка по металлу

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

Рис.8 Ремонт печатных плат

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.

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:

1. 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.
2. В виде режущих инструментов, соединенных с державкой.
   Длина этих ножей составляет от 9 до 38 мм. Державка посредством
   винтового наконечника крепится на гравере.
3. В виде ножа клиновидной формы, режущая поверхность которого имеет
   либо закругленную, либо угловую форму.

сменить рисунок

Рис.9 Резка тканей

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

Рис.10 Ножи ультразвуковые

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.

Видеофильм о резке материалов ультразвуковым ножом

Резка пищевых продуктов

сменить рисунок

Рис.12 Резка продуктов

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.

© Copyrigt 2009-2016г. Разработчик сайта Ф.А.Бронин. Опубликовано 02/02/2009г. Последняя редакция 20/08/2016г.