Limpieza en línea por ultrasonidos de sierras de hilo e hilos de corte

Las superficies limpias de los hilos son importantes cuando se trata de sierras de hilo y sierras de hilo de diamante. Sólo los hilos limpios y bien mantenidos producen cortes precisos (por ejemplo, obleas de silicio, semiconductores, minerales y piedras) y proporcionan una alta eficiencia y calidad. La limpieza en línea de las sierras de hilo por ultrasonidos es la técnica superior para limpiar las sierras de hilo en un proceso continuo en línea, garantizando así la limpieza permanente de los hilos para un rendimiento de corte óptimo.

Limpieza de hilos de sierra y corte con ultrasonidos

Durante la producción de placas de semiconductores y obleas de silicio, así como para aplicaciones de corte en otras industrias, las sierras de hilo y los hilos de corte se utilizan ampliamente para cortar las obleas en placas finas. Estas sierras e hilos de corte (por ejemplo, sierras de hilo de diamante, sierras de hilo de grano) deben estar bien mantenidas y libres de contaminación para obtener la precisión y eficiencia de corte deseadas. Además, sólo un hilo de sierra o de corte limpio evita los defectos y daños del material cortado.
La limpieza por ultrasonidos mediante ondas ultrasónicas de alto rendimiento y baja frecuencia, que provocan intensas turbulencias y cavitación acústica, se ha establecido como una técnica muy fiable para la limpieza continua de materiales interminables.
La tecnología de limpieza de sierras de alambre de Hielscher Ultrasonics aplica ultrasonidos focalizados a través de un sonotrodo especialmente diseñado (sonda o cuerno ultrasónico) en un proceso continuo en un baño de agua. El alambre de corte o de sierra es guiado a lo largo del sonotrodo transmisor de ultrasonidos en una proximidad muy cercana, pasando así por la zona caliente de cavitación intensa. Las altas amplitudes y la sonicación focalizada a través del sonotrodo ultrasónico garantizan una alta eficiencia y superan con creces a los tanques de limpieza por ultrasonidos. (Haga clic aquí para leer más sobre la ausencia de cavitación en los baños y cubas de limpieza por ultrasonidos.) La zona caliente de cavitación bajo el sonotrodo se caracteriza por intensas turbulencias, tensiones de cizallamiento, altas presiones y temperaturas y los respectivos diferenciales, así como chorros de líquido. Estas intensas fuerzas eliminan el polvo, la suciedad y las partículas contaminantes de los hilos de corte y las dispersan en el baño de agua, donde las partículas se eliminan.

Ultrasonic inline cleaning system for continuous cleaning of cutting and sawing wires (e.g., diamond wires)

Esquema técnico del sistema de limpieza en línea por ultrasonidos integrado en la máquina de sierra de hilo

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Ultrasonic inline cleaning of sawing and cutting wires using focused ultrasound applied via ultrasonic sonotrode (probe). Hielscher Ultrasonics is specialized in high-performce inline cleaning applications for endless profiles such as wires, cables and cords.

Dibujo técnico de dos transductores de ultrasonidos UIP1000hdT para la limpieza continua de una sierra de hilo de diamante.

Mejora de la limpieza de las sierras de hilo y de los alambres de corte con ultrasonidos

La tecnología de limpieza por ultrasonidos de Hielscher proporciona mejoras sustanciales a las industrias que utilizan sierras de hilo (por ejemplo, corte de hilo de diamante) – incluyendo el corte de obleas en la industria de semiconductores y fotovoltaica. Gracias a la cavitación ultrasónica, los hilos de corte, como los hilos impregnados de diamante, se limpian de forma muy eficaz. Por otro lado, unos hilos de corte más limpios dan lugar a cortes más limpios. De este modo, se consigue una mayor calidad del producto y una menor tasa de rechazos durante la producción. Por otro lado, el hilo limpiado intensamente puede funcionar a una mayor frecuencia de corte, lo que permite un corte más rápido y una utilización más eficiente del sistema, así como mayores niveles de eficiencia en la producción.
En la industria fotovoltaica y de semiconductores, para el corte de obleas se utilizan principalmente hilos de diamante debido a su gran capacidad de corte y eficacia, así como por su resistencia a la abrasión. El corte de materiales como las obleas de silicio (por ejemplo, silicio monocristalino) es un proceso de separación mecánica, que provoca 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 poco precisos, daños en la superficie y defectos.
Los ultrasonidos son bien conocidos por sus capacidades en la limpieza de piezas metálicas. Hay dos principios de funcionamiento. En primer lugar, hay una oscilación del propio líquido de limpieza que provoca un movimiento del líquido en relación con las piezas a limpiar. En segundo lugar -y más importante- está la cavitación provocada por las altas amplitudes. Ambos efectos de los ultrasonidos generan una limpieza intensa y fiable de un sinfín de materiales.

La limpieza por ultrasonidos de las sierras de hilo es ideal para:

  • sierra de hilo sin fin
  • sierras de hilo de bucle sin fin
  • sierras de hilo recíprocas
  • sierras multihilo
  • hilos de corte de alta velocidad
  • sierras de hilo con recubrimiento de diamante
  • sierras de hilo de grano
  • bobinado de alambre recíproco
  • para diferentes diámetros de hilo
Ultrasonic transducer UIP1000hdT (1kW, 20kHz) for high-performance wire saw cleaning

Alto rendimiento de los ultrasonidos transductor UIP1000hdT (1kW, 20kHz) para la limpieza de las sierras de hilo

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¿Por qué la limpieza por ultrasonidos de las sierras de hilo?

Los alambres de sierra y de corte son muy utilizados en la industria debido a la precisión de los cortes y a la menor anchura del corte de sierra. Sin embargo, para obtener esta precisión de corte, el hilo debe estar libre de contaminación, ya que cualquier imperfección de la superficie puede provocar errores en el corte. Las contaminaciones proceden, en su mayoría, del propio proceso de corte, por lo que la limpieza continua de las sierras de hilo es esencial.
El proceso de limpieza de la sierra de hilo (por ejemplo, el hilo de corte impregnado de diamante, las sierras de hilo de alta precisión) requiere una limpieza eficaz sin dañar la superficie de la sierra de hilo. Debe evitarse cualquier pérdida de afilado mientras se elimina el polvo y la suciedad de forma eficaz.
La limpieza en línea por ultrasonidos es la solución perfecta para la limpieza continua de las sierras de hilo de precisión. Los sistemas de limpieza en línea por ultrasonidos de Hielscher eliminan la suciedad y el polvo mediante una limpieza mecánica intensa y sin contacto. El principio de funcionamiento de la limpieza en línea por ultrasonidos de materiales sin fin, como los hilos de corte, se basa en el fenómeno de la cavitación acústica. Los sistemas de limpieza en línea por ultrasonidos de Hielscher cuentan con un sonotrodo especialmente diseñado que se introduce en un baño de agua. El alambre de corte pasa 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; las partículas pueden filtrarse mediante un filtro de banda disponible opcionalmente.

¿Cómo funciona la limpieza por cavitación ultrasónica?

La cavitación acústica se caracteriza por intensas vibraciones, altas temperaturas y presiones 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 alambre de corte, lo que permite una eficiencia y precisión de corte continuamente elevadas.
Limpieza sin contacto: La sierra de hilo no está en contacto con herramientas de limpieza abrasivas, sino que se limpia con agua agitada por ultrasonidos. De este modo, la tecnología de limpieza por ultrasonidos de Hielscher evita la destrucción de la superficie del hilo.

Ventajas de la limpieza por ultrasonidos de Hielscher de los alambres de corte y las sierras de hilo

  • Limpieza de alto rendimiento
  • Proceso no destructivo
  • Eliminación eficaz del polvo y la suciedad
  • En línea para una limpieza continua
  • Instalación que ahorra espacio
  • robusto y fiable
  • Estándar industrial
  • funcionamiento 24/7
  • Instalación y reequipamiento sencillos
  • Bajo mantenimiento

¿Por qué debería limpiar mis sierras de hilo con la limpieza en línea por ultrasonidos?

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

  • corte más preciso, por ejemplo, para obleas más finas
  • los cortes más precisos dan lugar a menos residuos
  • la mayor velocidad de corte permite una mayor capacidad de producción por máquina de sierra de hilo
  • superficie de la oblea mejorada
  • mayor vida útil del hilo de corte / sierra de hilo
  • adecuado para todos los materiales a cualquier escala en cualquier producción

Sistemas de limpieza en línea de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics

En función de la intensidad de limpieza requerida, Hielscher ofrece transductores de ultrasonidos con distintas potencias de ultrasonidos (por ejemplo, el Sistema de 200W UP200St o la fabricación de Ultrasonidos de 1kW UIP1000hdT) para la integración en máquinas de sierra de hilo de cualquier tipo. Los transductores ultrasónicos de alto rendimiento de Hielscher cumplen con el grado industrial, están construidos para un funcionamiento 24/7/365 y pueden funcionar de forma fiable en entornos difíciles bajo condiciones de trabajo pesado para la limpieza continua de alambres sin fin.
Al ser versátiles y fáciles de manejar, los transductores de ultrasonidos de Hielscher pueden montarse en varios ángulos y en espacios reducidos. Existen sistemas estándar y ultrasonidos personalizados para satisfacer sus necesidades.

Módulos de limpieza por ultrasonidos como OEM

¿Es usted fabricante de sistemas de sierra de hilo y desea integrar los módulos de limpieza en línea de Hielscher por ultrasonidos? Póngase en contacto con nosotros para conocer nuestro R&D para discutir los requisitos específicos. Tanto si planea una instalación en espacios reducidos como si la adapta a los sistemas de sierra de hilo existentes, nuestros módulos de limpieza de Hielscher se ajustarán a sus necesidades.

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Literatura / Referencias


Información interesante

Sierras de alambre

Una sierra de hilo es una sierra que utiliza un hilo o cable metálico para cortar. Las sierras de hilo utilizan un principio de funcionamiento similar al de las sierras de cinta o las sierras alternativas, pero a diferencia de los dientes de las sierras de cinta o las sierras alternativas, utilizan la abrasión para cortar los materiales. Dependiendo de las aplicaciones de corte específicas, la sierra de hilo puede estar recubierta con partículas de diamante o polvo de diamante como abrasivo para aumentar la eficacia del corte y obtener bordes de corte afilados.
Uso y aplicaciones industriales: Para las aplicaciones industriales, se utilizan sobre todo sierras de hilo y de corte del tipo continuo. Las aplicaciones típicas son el corte de obleas de silicio para la producción de semiconductores y productos fotovoltaicos. Las sierras de hilo con recubrimiento de diamante suelen encontrarse en los talleres de maquinaria para cortar piezas metálicas.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.