Почистване на пролетни проводници – Интензивно почистване с помощта на инлайн ултразвукови системи

Пружинните телове излизат от процеса на изтегляне с устойчиви повърхностни замърсявания, включително смазочни масла, изтеглящи сапуни (обикновено калциеви или натриеви стеарати), метални остатъци от износване и оксиди. Ултразвуковото почистване на поточната линия използва акустична кавитация за надеждно отстраняване на такива замърсявания. – дори от ограничени геометрии – като по този начин се запазват операциите надолу по веригата, като изправяне, навиване, нанасяне на покритие и топлинна обработка.

Критичната роля на почистването на повърхностите при пролетните материали

Остатъци от процеса на чертане – особено прахообразни сапуни на основата на калциев или натриев стеарат и тънки маслени филми – влияят значително върху адхезията на повърхността, омокряемостта и чистотата на частиците. Тези повърхностни замърсители могат да влошат качеството на покритието и да предизвикат локални концентрации на напрежение.
Обширната литература доказва ясно изразеното влияние на състоянието на повърхността – по-специално грапавост, микродефекти и замърсяване с частици – върху характеристиките на умора и устойчивостта на корозия. Ето защо за пружинните телове и формованите пружини възпроизводимо чистите повърхности с намалено съдържание на частици са от критично значение за процеса.
В зависимост от конфигурацията на производствената линия почистването може да е необходимо или на етапа на тел (преди навиване), или на етапа на компонент (след формиране на пружината).
Често срещано възражение се отнася до плътно навити пружини с тесни междини между навивките: как може да се осигури ефективен достъп до скритите повърхности? Точно тук ултразвуковото почистване осигурява решаващо предимство.

Физически механизми: Защо ултразвукът е ефективен в пукнатини и междувиткови празнини

Почистващият ефект се определя от акустичната кавитация. Периодичните колебания на налягането в течната среда генерират и разрушават микромехурчета. Асиметричният колапс на мехурчетата в близост до твърдо-течните интерфейси създава микроструи с висока скорост и локални напрежения на срязване. Успоредно с това акустичните потоци предизвикват конвективен пренос на маса, като подпомагат обмена на течности дори в ограничени геометрични пространства.
Комбинираните ефекти водят до ефективно отделяне на маслени филми, стеаратните остатъци, частиците и слабо прилепналите оксиди. – дори и в геометрично сложни области, като например междините на винтови пружини за компресия.
Стабилното и пространствено равномерно кавитационно поле е от съществено значение за постигане на постоянна ефективност на почистването и стандартизирано качество на повърхността.
Изображението вляво показва акустичен поток в ултразвукова сонда на Hielscher. Ефектите на кавитацията се използват за интензивно почистване.
Кликнете тук, за да научите повече за инлайн почистването на проводници чрез акустична кавитация!

Ултразвуково почистване в производството на проводници: USCM700 като пример

За производството на проводници от съществено значение е непрекъснатата и ефективна по отношение на пространството интеграция в съществуващите производствени линии. USCM700 отговаря на тези изисквания:

• Модулна конфигурация на захранването
  Оборудвани са с ултразвукови процесори от индустриален клас с мощност 500 W, 1 kW, 1,5 kW или 2 kW (серия UIP). Налични са амплитуди до 20 µm при 20 kHz, които могат да се регулират, за да се приспособят към различни натоварвания от замърсяване.
• Безконтактно почистване
  Специално разработеният ултразвуков сонотрод обработва непрекъснато подавания профил по безконтактен механичен начин. Стандартните диаметри на отворите са подходящи за проводници с диаметър до 20 mm; по-големи размери се предлагат при поискване.
• Филтриране на почистващи медии
  Опционалните филтриращи системи от нетъкан текстил, базирани на ленти, заменят бързо запушващите се патронни филтри. Вградените въздушни дюзи осигуряват подсушаване след изплакване.
• Ниска консумация на химикали
  Почистването често се извършва с вода или леки водни детергенти, което подобрява безопасността на труда и опростява пречистването на отпадъчните води.
• Оперативен капацитет 24/7
  Проектирани са за непрекъсната промишлена експлоатация с минимални изисквания за поддръжка и висока механична устойчивост.

За по-високи изисквания за производителност модулната серия USCM позволява скорост на линията до около 200 m/min (в зависимост от приложението), като поддържа високоскоростни процеси на изтегляне и пренавиване.

Архитектура на процеса за пружинна тел и готови пружини

Създадени са две надеждни стратегии за интегриране:

1. Почистване преди намотаване (етап с тел)
   Премахване на сапуните и маслата при изтегляне непосредствено преди критични процеси надолу по веригата, като навиване, нанасяне на покритие или обработка с закаляване и темпериране. USCM700 е специално проектиран за непрекъсната обработка на тел.
2. Почистване след навиване (етап на компонента)
   Готовите пружини се почистват с ултразвук преди рязане по дължина или окончателно опаковане. Ултразвуковата енергия ефективно прониква в тесните пукнатини между намотките, като предлага значителни предимства при плътно навити геометрии.

Химическа матрица

• Премахване на масла и стеарат
  Водните алкални системи, съдържащи повърхностноактивни вещества, представляват съвременното състояние на техниката. При силно замърсени повърхности етапите на предварително почистване намаляват претоварването на ваната и повишават ефективността на ултразвуковото почистване.
• Премахване на оксиди и котлен камък
  За оксидни повърхностни слоеве ултразвуковото почистване с помощта на киселина (напр. разредена фосфорна киселина, по избор в комбинация с двучестотно възбуждане) може значително да увеличи скоростта на отстраняване на материала, като същевременно се поддържа контролирана цялост на субстрата.

Типични замърсители при производството на тел

• Прахообразните стеарати се използват обичайно като смазочни материали за сухо изтегляне, като преобладават калциевите и натриевите стеарати. Допълнителните замърсители включват остатъчни масла, метални частици и котлен камък.
• Ефективността на ултразвуковото почистване за отстраняване на тези класове замърсители – включително остатъци на стеаратна основа – е широко валидиран в промишлената практика.

Ултразвукови устройства за почистване на проводници: Проверени ефекти върху свойствата на повърхността

Hielscher инлайн тел почистващи се използват за надеждно дълбоко почистване на безкрайни материали, като медиални проводници, свързващи проводници и щамповани метални ленти.
Многобройни изследвания показват, че ултразвуковото почистване:

• Намалява плътността на остатъчните частици
• Подобрява омокряемостта на повърхността (по-ниски контактни ъгли)
• Подобрява адхезията на следващите системи за покритие
• Увеличава равномерността на повърхностната енергия

Доказано е, че при метални субстрати ултразвуковото почистване в линия намалява броя на остатъчните частици и благоприятно променя повърхностната енергия. След процеси като лазерно текстуриране, ултразвуковата обработка ефективно отстранява микро- и наночастици и подобрява показателите за корозионни характеристики.

За производството на пружини това означава:

• По-последователни процеси на нанасяне на покрития и пасивиране
• Намален риск от дефекти на покритието, причинени от частици
• Подобрена дългосрочна устойчивост на корозия и умора

DRS3000 е високоефективна ултразвукова система за поточно почистване, предназначена за непрекъснати безкрайни профили, осигуряваща максимална чистота на повърхността, подобрена стабилност на процеса и надеждно интегриране във високоскоростни промишлени производствени линии.

Икономически и екологични предимства

Hielscher Ultrasonics’ портфолиото от инлайн устройства за почистване на проводници предлага от малки до големи системи за почистване – всички те са предназначени за интензивно почистване. Например почистващата машина USCM700 съчетава минимална площ, намалена консумация на химикали и възможност за продължителна работа. Тази конфигурация намалява оперативните разходи и подобрява ефективността по отношение на околната среда, здравето и безопасността (EHS).
Заместването на процесите на почистване на базата на разтворители с водни ултразвукови системи представлява подход, благоприятстващ околната среда, при условие че се валидират необходимите нива на чистота.

Надеждно почистване на пружинна тел и пружини с помощта на високоефективна ултразвукова технология

Ултразвуковото почистване е насочено към добре познато ограничение в производството на пружини и проводници: надеждно обеззаразяване в тесни междини между намотките и взискателни непрекъснати процеси - постига се чрез мащабируемо механично действие, а не чрез агресивна химия.
USCM700 демонстрира как този принцип може да се приложи в компактна, модулна и съвместима с линиите конфигурация. Когато параметрите на процеса - амплитуда, време на престой, хидродинамика и химия - са систематично съобразени със специфичния профил на замърсяване и са валидирани с помощта на показатели, базирани на частици и омокряне, се постига стабилен и готов за бъдещето процес на почистване както на пружинна тел, така и на сложни геометрии на пружини.

Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.