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铣削或研磨以外
超声波加工为NASA的工程师们使用以前无法加工的材料开辟了新的可能性。
用于在轨道碳观察台2中使用的镜子由超低膨胀玻璃制成。该表面的超声波加工之后是梯度研磨操作。
超声波加工中心提供了磨削的替代方案，其既越来越快，更有效地加工关键玻璃工件。
波导部分占地约2英寸1英寸。最小的通道，0.005英寸宽，用0.004英寸的工具铣削。
Peter Bruneau表示另一个组件，这是空间仪器商店常规执行的微机械线的典型组件。
超声波机器是JPL经常用于传统铣削工作的五轴加工中心。
超声波加工用磨料的工具取代铣削工具。
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主编,现代机器店
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当你想到无人太空探索的技术挑战时，你可能会想到将航天器安全地送到轨道上或另一个世界的某个精确位置的难度。工程师们做到这一点的能力仍然是一个奇迹。
然而，挑战并没有到此为止。无人驾驶飞行器也需要探索。具体来说，它需要进行测量——通常是对微小物质或辐射的离散波长的精确测量。该飞行器的设备必须足够敏感，以实现这一点，但同时又足够坚固，以满足包括极端温度变化在内的需求。对于NASA来说，加州帕萨迪纳喷气推进实验室的空间仪器商店是制造这些传感设备的地方之一。
这个车间的专长之一是微加工。精密加工中心，包括两台配备显微镜的Bostomatic机器，铣削和钻取小型仪器部件，以产生肉眼几乎看不到的特征。另一台CNC铣床，由DAC国际为该车间定制，处理的工作更精细-使用110,000 rpm的主轴和10微英寸的定位分辨率。该工厂生产的典型部件是微波块，其铣削波导通道通常小于0.010英寸宽，通常几乎小到0.001英寸宽(见下页照片)。
彼得·布鲁诺是从事这项工作的机械加工专家之一。他说，这家店的另一个专长领域——他认为这个领域越来越重要——是加工奇异的材料。事实上，他认为这一领域的重要性正在增长，特别是当它与微加工相关时。该车间最近增加了DMG/Mori Seiki的Sauer“超声波”五轴加工中心，扩大了其能力。这台机器可以用以前无法加工的陶瓷制造出精确的电子相关部件，为NASA的工程师们提供了更多的设计可能性。
高频率
NASA的设计工程师和科学家经常向太空仪器商店咨询，他们不仅依靠它的员工作为机械师，还作为制造顾问。通常，商店通过建议零件设计的改进来帮助他们，以确保可制造性。有时，在关键部件需要时，工厂会寻找新的功能。这就是轨道碳观测2号卫星用超低膨胀玻璃(康宁公司的产品)制作的一套镜子。镜面在梯度研磨操作之前被研磨，但研磨速度慢，成本高，容易留下表面裂纹。在寻找替代方案时，JPL发现超声波加工将更有效和可靠地生产反射镜。
这个过程有点像铣削，也有点像研磨，但最终不同于这两种方法。超声波机床配备了一个42,000 rpm的主轴，可容纳加工中心的刀柄和刀具。然而，在超声材料去除过程中，机器使用的是研磨工具。通过严格控制的振幅快速振动工具，机器以每秒数万次的微小冲击速度将材料凿掉。
布鲁诺说，这个过程需要一点适应，但只需要一点点。这种加工方式至少涉及到一个与其他加工方式不同的参数，因为工具被“调整”以找到一个稳定的振荡频率。频率在20,000到50,000赫兹之间。他说，当这个过程使用熟悉的参数时，这些参数的价值挑战了他的预期。最初，他根据自己的磨削经验来选择进给速度和切割深度，但他发现这样做会使切割过于保守。例如，一个200砂的精细工具可以轻松地以超过40ipm的速度加工陶瓷镜子，即使是一个快速移动的60砂的工具也不允许通过磨削加工零件。
他说:“我仍然对我们在硬质材料中所能达到的材料去除率感到惊讶。”他说，他不断提醒自己:“让我们再努力一点。”
他补充说，另一个挑战是如何足够精确地保持零件，使安装错误不会影响机器的精度潜力。与Bostomatic机床相比，超声波机床的工作保持挑战更大，因为五轴工件旋转可能导致复合三角的位置误差。因此，车间在这台机器上使用了来自Erowa的Fine工装系统——一个由托盘和接收器组成的系统，两者都牢固地夹住工作，并确保可重复的位置。
除了这些考虑之外，布鲁诺说，超声波机的行为实际上就像另一个加工中心。他使用的CAM软件和工厂其他机器的软件是一样的。
事实上，现在它主要是作为一个传统的加工中心。工厂购买了高压冷却系统来清除镜子表面的磨屑，这使得机器在这方面特别有效。通过冷却剂离心机捕捉碎片来清洁冷却剂，车间可以切换到传统的金属加工，而无需更换冷却剂。他说，目前，五轴铣削和钻孔等传统操作占据了机器的大部分工作，但这种情况将会改变。
硬加工
在Microdevices实验室中发现了JPL校园的另一个专业领域。除其他外，该部门还有一种芯片代工生产微处理器芯片，以满足外部行业无法实现成本有效的性能要求。虽然这些芯片必须在极端温度范围内表现良好，但保持这些芯片的微型结构也必须在相同的大温度范围内保持精度。越来越多地，芯片设计师正在寻找异国情调的陶瓷材料来实现这种热稳定性，但布伦瑞先生表示，这种选择施加了设计限制。金属可以加工成精确的形状，但是最古老的陶瓷材料无法加工 - 所以它们已经通过添加剂的添加过程来建立，这是较低的。添加剂过程非常适合于构建直壁，例如，制造这些结构的紧密组件是不可能的。所以答案是什么？
答案是超声波加工。Bruneau先生表示，磨料工具小至0.015或0.020英寸的直径可用于在非常小的硬质陶瓷部件中加工精确的功能。事实上，由于机器有五个轴，可以以这种方式精确加工多个面，以产生新颖的芯片结构设计，确实是空间效率。很快，空间仪器商店将开始其首个项目调查用于制造这些芯片结构的新型陶瓷材料之一的超声波加工。
这项工作的奖励之一将是它改变与设计工程师对话的方式。在制造顾问的作用中，商店的人员往往会造成负面问题。也就是说，他们问，“你真的需要这个功能吗？”或者“是必要的宽容吗？”现在，这些问题将变为积极。设计师仍然没有意识到自由式超声波加工将为他们提供，所以布伦亚先生很快就会询问“你考虑过这种材料吗？”的问题或者“你意识到你现在可以产生这种具有挑战性的形状吗？”发现商店的新能力的可能性将扩大航天器可以做的，而布伦亚先生期待着探索。
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