La propreté des surfaces des fils est importante lorsqu'il s'agit de scies à fil et de scies à fil diamanté. Seuls des fils propres et bien entretenus produisent des coupes précises (par exemple, tranches de silicium, semi-conducteurs, minéraux et pierres) et offrent une efficacité et une qualité élevées. Le nettoyage par ultrasons des scies à fil en ligne est la meilleure technique pour nettoyer les scies à fil dans un processus continu en ligne, garantissant ainsi des fils nettoyés en permanence pour une performance de coupe optimale.

Nettoyage des fils de sciage et de coupe par ultrasons

Lors de la production de cartes de semi-conducteurs et de plaquettes de silicium, ainsi que pour des applications de découpe dans d'autres industries, les scies à fil et les fils de coupe sont largement utilisés pour découper les plaquettes en plaques minces. Ces fils de sciage et de coupe (par exemple, les scies à fil diamantées, les scies à fil à grain) doivent être bien entretenus et maintenus exempts de contamination afin d'obtenir la précision et l'efficacité de coupe souhaitées. En outre, seul un fil de sciage ou de coupe propre permet d'éviter les défauts et les dommages du matériau coupé.
Le nettoyage par ultrasons à l'aide d'ondes ultrasonores haute performance à basse fréquence, qui provoquent des turbulences intenses et une cavitation acoustique, s'est imposé comme une technique très fiable pour le nettoyage en continu de matériaux sans fin.
La technologie de nettoyage des scies à fil de Hielscher Ultrasons applique des ultrasons focalisés via une sonotrode (sonde ou cornet à ultrasons) de conception spéciale, dans un processus continu dans un bain d'eau. Le fil de coupe ou de sciage est guidé le long de la sonotrode émettant des ultrasons, à proximité immédiate, traversant ainsi la zone chaude de cavitation intense. Les amplitudes élevées et la sonication focalisée via la sonotrode à ultrasons assurent une grande efficacité et surpassent de loin les cuves de nettoyage par ultrasons. (Cliquez ici pour en savoir plus sur l'absence de cavitation dans les bains et cuves de nettoyage par ultrasons !) La zone chaude de cavitation sous la sonotrode est caractérisée par des turbulences intenses, des contraintes de cisaillement, des pressions et des températures élevées et des différentiels respectifs ainsi que des jets de liquide. Ces forces intenses éliminent la poussière, la saleté et les particules contaminantes des fils de coupe et les dispersent dans le bain d'eau, où les particules sont évacuées.

Schéma technique d'un système de nettoyage en ligne par ultrasons intégré à une machine à scier à fil

Nettoyage amélioré des scies à fil et des fils de coupe grâce aux ultrasons

La technologie de nettoyage par ultrasons de Hielscher apporte des améliorations substantielles aux industries qui utilisent des scies à fil (par exemple, la coupe de fil diamanté) – notamment la découpe de plaquettes dans l'industrie des semi-conducteurs et de la photovoltaïque. Grâce à la cavitation ultrasonique, tous les fils de coupe, tels que les fils imprégnés de diamant, sont nettoyés très efficacement. D'un autre côté, des fils de coupe plus propres donnent des coupes plus propres. Cela permet d'obtenir une meilleure qualité de produit et de réduire les taux de rejet pendant la production. D'autre part, le fil nettoyé intensivement peut être utilisé à une fréquence de coupe plus élevée, ce qui permet une coupe plus rapide et une utilisation plus efficace du système ainsi que des niveaux plus élevés d'efficacité de production.
Dans l'industrie photovoltaïque et des semi-conducteurs, les fils de diamant sont principalement utilisés pour la découpe des tranches de silicium en raison de leur grande capacité et efficacité de coupe ainsi que de leur résistance à l'abrasion. La découpe de matériaux tels que les plaquettes de silicium (par exemple, le silicium monocristallin) est un processus de séparation mécanique, qui provoque des frictions et de la chaleur. En raison de la friction et de l'usure du matériau, des particules telles que la poussière et les débris restent à la surface du fil de coupe. Cette contamination peut entraîner des coupes imprécises, des dommages de surface et des défauts.
Les ultrasons sont bien connus pour leurs capacités à nettoyer les pièces métalliques. Il existe deux principes de fonctionnement. Premièrement, il y a une oscillation du liquide de nettoyage lui-même qui provoque un mouvement du liquide par rapport aux pièces à nettoyer. Le second - et le plus important - est la cavitation provoquée par des amplitudes élevées. Ces deux effets ultrasoniques génèrent un nettoyage intense et fiable de matériaux infinis.

Pourquoi le nettoyage par ultrasons des scies à fil ?

Les fils de scie et de coupe sont largement utilisés dans l'industrie en raison de la précision des coupes et de leur petit trait de scie (c'est-à-dire la largeur du trait de scie). Toutefois, pour obtenir cette précision de coupe, le fil doit être exempt de toute contamination, car toute imperfection de surface peut entraîner des erreurs dans la coupe. Les contaminations résultent le plus souvent du processus de coupe lui-même, ce qui rend essentiel le nettoyage continu des scies à fil.
Le processus de nettoyage de la scie à fil (par exemple, le fil de coupe imprégné de diamant, les scies à fil de haute précision) exige un nettoyage efficace sans endommager la surface de la scie à fil. Il faut éviter toute perte de tranchant tout en éliminant efficacement la poussière et la saleté.
Le nettoyage en ligne par ultrasons est la solution parfaite pour le nettoyage en continu des scies à fil de précision. Les systèmes de nettoyage en ligne par ultrasons Hielscher éliminent la saleté et la poussière par un nettoyage mécanique sans contact, mais intense. Le principe de fonctionnement du nettoyage par ultrasons en ligne des matériaux sans fin tels que les fils de coupe est basé sur le phénomène de cavitation acoustique. Les systèmes de nettoyage en ligne par ultrasons Hielscher comportent une sonotrode spécialement conçue, qui est insérée dans un bain d'eau. Le fil à couper passe à proximité immédiate de la sonotrode. La sonotrode transmet des amplitudes dans le bain d'eau de nettoyage en générant une cavitation acoustique. Le bain d'eau élimine les particules de saleté ; les particules peuvent être filtrées à l'aide d'un filtre à bande disponible en option.

Comment fonctionne le nettoyage par cavitation ultrasonique ?

La cavitation acoustique se caractérise par des vibrations intenses, des températures et des pressions élevées et des différentiels respectifs, ainsi que par des forces de cisaillement et des jets de liquide. Ces forces cavitationnelles intenses éliminent la poussière et la saleté de la surface du fil de coupe, ce qui permet d'obtenir une efficacité et une précision de coupe constamment élevées.
Nettoyage sans contact : Le fil de scie n'est pas en contact avec des outils de nettoyage abrasifs, mais est nettoyé par de l'eau agitée par ultrasons. Ainsi, la technologie de nettoyage par ultrasons de Hielscher empêche toute destruction de la surface du fil.

Pourquoi devrais-je nettoyer mes scies à fil en utilisant le nettoyage en ligne par ultrasons ?

Grâce au nettoyage efficace et intense en mode continu en ligne, la précision et la qualité de la coupe sont considérablement améliorées :

• une découpe plus précise, par exemple pour les plaquettes plus fines
• des coupes plus précises permettent de réduire les déchets
• la vitesse de coupe plus rapide permet une plus grande capacité de production par machine à scier à fil
• surface améliorée de la plaquette
• un cycle de vie plus long du fil de coupe / scie à fil
• convient pour tous les matériaux, à n'importe quelle échelle et dans n'importe quelle production

Les systèmes de nettoyage en ligne haute performance de Hielscher Ultrasonics

En fonction de l'intensité de nettoyage requise, Hielscher propose des transducteurs à ultrasons dotés de différentes puissances ultrasonores (par exemple le Système 200W UP200St ou la ultrasoniseur 1kW UIP1000hdT) pour l'intégration dans les machines à scier les fils de toutes sortes. Les transducteurs à ultrasons haute performance de Hielscher remplissent les critères de qualité industrielle, sont conçus pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an et peuvent être utilisés de manière fiable dans des environnements difficiles et dans des conditions d'utilisation intensive pour le nettoyage continu de fils sans fin.
Polyvalents et faciles à manipuler, les transducteurs à ultrasons Hielscher peuvent être montés dans différents angles et dans des espaces réduits. Des systèmes standards ainsi que des ultrasons personnalisés sont disponibles afin de répondre à vos besoins.

Modules de nettoyage par ultrasons comme OEM

Vous êtes fabricant de systèmes de sciage à fil et vous souhaitez intégrer des modules de nettoyage en ligne par ultrasons Hielscher ? Contactez-nous pour entrer en contact avec notre service R&D pour discuter des exigences spécifiques. Que vous envisagiez une installation dans des espaces réduits ou un montage ultérieur dans des systèmes de sciage à fil existants, nos modules de nettoyage Hielscher répondront à vos besoins.