Ir para o conteúdo principal

Escrever uma avaliação PREreview

Chemically-Assisted Rotary Ultrasonic Machining of Silicon Nitride (Si₃N₄) via Workpiece Vibration

Publicado
Servidor
Preprints.org
DOI
10.20944/preprints202509.1264.v1

Silicon nitride (Si3N4) is a critical advanced ceramic used in high-performance applications, but its inherent hardness and brittleness make it difficult to machine. Conventional methods like rotary ultrasonic machining (RUM) often result in subsurface damage and limited efficiency. This paper introduces a novel process, chemically-assisted rotary ultrasonic workpiece machining (CRUWM), designed to overcome these challenges. The key innovation lies in imparting ultrasonic vibrations directly to the workpiece while using methanol as a chemically-active fluid. This configuration leverages the Rehbinder effect to induce an absorption-induced reduction in the material's strength at the machining interface, transitioning the material removal mechanism from pure brittle fracture to a more favourable ductile-brittle hybrid mode. The results demonstrate the superiority of the CRUWM process over conventional RUM. We achieved a 75.9% reduction in hole taper angle, a 34.3% decrease in surface roughness (Ra), a 29.9% reduction in cutting forces, and a remarkable 92.9% increase in the material removal rate (MRR). These findings present a cost-effective and highly efficient pathway for precision machining of silicon nitride and other hard-to-machine ceramics.

Você pode escrever uma avaliação PREreview de Chemically-Assisted Rotary Ultrasonic Machining of Silicon Nitride (Si₃N₄) via Workpiece Vibration. Uma avaliação PREreview é uma avaliação de um preprint e pode variar de algumas frases a um parecer extenso, semelhante a um parecer de revisão por pares realizado por periódicos.

Antes de começar

Vamos pedir que você faça login com seu ORCID iD. Se você não tiver um iD, pode criar um.

O que é um ORCID iD?

Um ORCID iD é um identificador único que diferencia você de outras pessoas com o mesmo nome ou nome semelhante.

Começar agora