Limpieza ultrasónica en línea de sierras de hilo e hilos de corte

La limpieza de la superficie de los hilos es importante para las sierras de hilo y las sierras de hilo diamantado. Solo los hilos limpios y bien mantenidos producen cortes precisos (p. ej., en obleas de silicio, semiconductores, minerales y piedras) y proporcionan una elevada eficiencia y calidad. La limpieza ultrasónica en línea de sierras de hilo es la técnica superior para limpiar estas sierras mediante un proceso continuo en línea, que garantiza que los hilos estén siempre recién limpiados para ofrecer un rendimiento de corte óptimo.

Limpieza de hilos de aserrado y corte con ultrasonidos

Durante la producción de placas semiconductoras y obleas de silicio, así como en aplicaciones de corte de otras industrias, las sierras de hilo y los hilos de corte se utilizan ampliamente para cortar las obleas en láminas finas. Estos hilos de aserrado y corte (p. ej., sierras de hilo diamantado y sierras de hilo con grano abrasivo) deben mantenerse en buen estado y libres de contaminación para obtener la precisión y la eficiencia de corte deseadas. Además, solo un hilo de aserrado o corte limpio evita defectos y daños en el material cortado.
La limpieza ultrasónica mediante ondas ultrasónicas de alto rendimiento y baja frecuencia, que provocan turbulencias intensas y cavitación acústica, se ha consolidado como una técnica muy fiable para la limpieza continua de materiales sin fin.
La tecnología de limpieza de sierras de hilo de Hielscher Ultrasonics aplica ultrasonidos focalizados a un baño de agua mediante un sonotrodo especialmente diseñado (sonda o bocina ultrasónica), en un proceso continuo. El hilo de corte o aserrado se guía a lo largo del sonotrodo que transmite los ultrasonidos, a muy poca distancia de este, de modo que atraviesa la zona caliente de cavitación intensa. Las amplitudes elevadas y la sonicación focalizada mediante el sonotrodo ultrasónico garantizan una alta eficiencia y superan con creces a los tanques de limpieza ultrasónica. (Haga clic aquí para obtener más información sobre la falta de cavitación en los baños y tanques de limpieza ultrasónica.) La zona caliente de cavitación intensa situada bajo el sonotrodo se caracteriza por turbulencias intensas, esfuerzos de cizallamiento, presiones y temperaturas elevadas y sus respectivos diferenciales, así como por chorros de líquido. Estas fuerzas intensas eliminan el polvo, la suciedad y las partículas contaminantes de los hilos de corte y los dispersan en el baño de agua, donde las partículas son arrastradas por el flujo.

Esquema técnico de un sistema de limpieza ultrasónica en línea integrado en una máquina de sierra de hilo

Mejora de la limpieza de sierras de hilo e hilos de corte con ultrasonidos

La tecnología de limpieza ultrasónica de Hielscher aporta mejoras sustanciales a las industrias que utilizan sierras de hilo (p. ej., corte con hilo diamantado), incluido el corte de obleas en las industrias de semiconductores y fotovoltaica. La cavitación ultrasónica limpia con gran eficiencia cualquier hilo de corte, como los hilos impregnados de diamante. Por una parte, unos hilos de corte más limpios producen cortes más limpios. De este modo se consigue una mayor calidad del producto y una menor tasa de rechazo durante la producción. Por otra parte, el hilo limpiado intensamente puede funcionar a una frecuencia de corte más alta, lo que permite cortar más rápido y aprovechar el sistema con mayor eficiencia, además de aumentar la eficiencia de producción.
En las industrias fotovoltaica y de semiconductores, se utilizan principalmente hilos diamantados para el corte de obleas debido a su elevada capacidad y eficiencia de corte, así como a su resistencia a la abrasión. El corte de materiales como las obleas de silicio (p. ej., silicio monocristalino) es un proceso de separación mecánica que genera fricción y calor. Debido a la fricción y al desgaste del material, partículas como el polvo y los residuos permanecen en la superficie del hilo de corte. Esta contaminación puede provocar cortes imprecisos, daños superficiales y defectos.
Los ultrasonidos son bien conocidos por su capacidad para limpiar piezas metálicas. Existen dos principios de funcionamiento. En primer lugar, la oscilación del propio líquido de limpieza provoca un movimiento del líquido respecto a las piezas que se van a limpiar. En segundo lugar –y más importante– está la cavitación causada por amplitudes elevadas. Ambos efectos ultrasónicos generan una limpieza intensa y fiable de materiales sin fin.

¿Por qué limpiar las sierras de hilo con ultrasonidos?

Los hilos de aserrado y corte se utilizan ampliamente en la industria debido a la precisión de los cortes y a la menor anchura de corte (es decir, la anchura del corte realizado por la sierra). Sin embargo, para obtener esta precisión, el hilo debe estar libre de contaminación, ya que cualquier imperfección superficial puede provocar errores en el corte. La contaminación procede principalmente del propio proceso de corte, lo que hace esencial la limpieza continua de las sierras de hilo.
El proceso de limpieza de las sierras de hilo (p. ej., hilos de corte impregnados de diamante y sierras de hilo de alta precisión) requiere una limpieza eficaz que no dañe su superficie. Debe evitarse cualquier pérdida de filo mientras se eliminan eficazmente el polvo y la suciedad.
La limpieza ultrasónica en línea es la solución perfecta para la limpieza continua de sierras de hilo de precisión. Los sistemas de limpieza ultrasónica en línea de Hielscher eliminan la suciedad y el polvo mediante una limpieza mecánica intensa y sin contacto. El principio de funcionamiento de la limpieza ultrasónica en línea de materiales sin fin, como los hilos de corte, se basa en el fenómeno de la cavitación acústica. Los sistemas de limpieza ultrasónica en línea de Hielscher incorporan un sonotrodo especialmente diseñado que se introduce en un baño de agua. El hilo de corte pasa muy cerca del sonotrodo. El sonotrodo transmite amplitudes al baño de agua de limpieza, generando cavitación acústica. El baño de agua arrastra las partículas de suciedad; estas pueden separarse mediante un filtro de banda disponible como opción.

¿Cómo funciona la limpieza mediante cavitación ultrasónica?

La cavitación acústica se caracteriza por vibraciones intensas, temperaturas y presiones elevadas y sus respectivos diferenciales, así como por fuerzas de cizallamiento y chorros de líquido. Estas intensas fuerzas de cavitación eliminan el polvo y la suciedad de la superficie del hilo de corte, lo que proporciona una eficiencia y una precisión de corte continuamente elevadas.
Limpieza sin contacto: La sierra de hilo no entra en contacto con herramientas de limpieza abrasivas, sino que se limpia mediante agua agitada por ultrasonidos. De este modo, la tecnología de limpieza ultrasónica de Hielscher evita cualquier destrucción de la superficie del hilo.

¿Por qué debería limpiar mis sierras de hilo mediante limpieza ultrasónica en línea?

Gracias a la limpieza eficaz e intensa en modo continuo en línea, la precisión y la calidad de corte mejoran significativamente:

• corte más preciso, p. ej., para obleas más finas
• los cortes más precisos generan menos desperdicios
• una mayor velocidad de corte permite aumentar la capacidad de producción de cada máquina de sierra de hilo
• mejora de la superficie de las obleas
• mayor vida útil del hilo de corte / sierra de hilo
• adecuado para todos los materiales, a cualquier escala y en cualquier proceso de producción

Sistemas de limpieza en línea de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics

Según la intensidad de limpieza requerida, Hielscher ofrece transductores ultrasónicos con distintas potencias ultrasónicas (p. ej., el sistema UP200St de 200 W o el sonicador UIP1000hdT de 1 kW) para su integración en máquinas de sierra de hilo de cualquier tipo. Los transductores ultrasónicos de alto rendimiento de Hielscher cumplen los requisitos de calidad industrial, están diseñados para funcionar 24/7/365 y pueden operar de forma fiable en entornos adversos y condiciones de trabajo exigentes para la limpieza continua de hilos sin fin.
Gracias a su versatilidad y facilidad de manejo, los transductores ultrasónicos de Hielscher pueden montarse en distintos ángulos y en espacios reducidos. Se ofrecen tanto sistemas estándar como sonicadores personalizados para satisfacer sus necesidades.

Módulos de limpieza ultrasónica para OEM

¿Es fabricante de sistemas de sierra de hilo y desea integrar módulos de limpieza ultrasónica en línea de Hielscher? Contacte con nosotros para hablar con nuestro equipo de I+D sobre sus requisitos específicos. Tanto si prevé una instalación en espacios reducidos como una adaptación de sistemas de sierra de hilo existentes, nuestros módulos de limpieza Hielscher se ajustarán a sus requisitos.