Nettoyage en ligne par ultrasons des scies à fil et des fils de coupe

La propreté de la surface des fils est importante pour les scies à fil et les scies à fil diamanté. Seuls des fils propres et bien entretenus permettent de réaliser des coupes précises (par exemple, des plaquettes de silicium, des semi-conducteurs, des minéraux et des pierres) et d'obtenir une efficacité et une qualité élevées. Le nettoyage en ligne des scies à fil par ultrasons est la technique supérieure 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 semi-conductrices et de plaquettes de silicium, ainsi que pour des applications de découpe dans d'autres industries, les scies à fil et les fils de découpe sont largement utilisés pour découper les plaquettes en plaques minces. Ces fils de sciage et de coupe (par exemple, les scies à fil diamanté, les scies à fil à grain) doivent être bien entretenus et exempts de toute 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, qui utilise des ondes ultrasoniques de haute performance et de basse fréquence provoquant d'intenses turbulences 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 Ultrasonics applique des ultrasons focalisés par l'intermédiaire d'une sonotrode (sonde ou corne à ultrasons) de conception spéciale dans un processus continu dans un bain d'eau. Le fil à couper ou à scier est guidé le long de la sonotrode émettrice d'ultrasons à proximité immédiate, traversant ainsi la zone chaude de cavitation intense. Les amplitudes élevées et la sonication ciblée via la sonotrode à ultrasons garantissent une efficacité élevée et dépassent de loin les cuves de nettoyage à ultrasons. (Cliquez ici pour en savoir plus sur l'absence de cavitation dans les bains et cuves de nettoyage à 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, coupe de fil diamanté). – y compris la découpe de plaquettes dans l'industrie des semi-conducteurs et de l'énergie photovoltaïque. La cavitation ultrasonique permet de nettoyer très efficacement les fils de coupe tels que les fils imprégnés de diamant. Par ailleurs, des fils de coupe plus propres se traduisent par des coupes plus nettes. Il en résulte une meilleure qualité du produit et des taux de rejet plus faibles au cours de 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 la production.
Dans l'industrie photovoltaïque et des semi-conducteurs, les fils de diamant sont principalement utilisés pour la découpe des plaquettes en raison de leur capacité de coupe et de leur efficacité élevées, 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 frottements 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 de nettoyage des pièces métalliques. Il y a 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. Deuxièmement, et c'est le plus important, il y a la cavitation causée par des amplitudes élevées. Ces deux effets ultrasoniques génèrent un nettoyage intense et fiable de matériaux sans fin.

Pourquoi nettoyer les scies à fil par ultrasons ?

Les fils de scie et de coupe sont largement utilisés dans l'industrie en raison de la précision des coupes et du trait de scie plus petit (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 proviennent principalement 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) nécessite un nettoyage efficace sans endommager la surface de la scie à fil. Il faut éviter toute perte d'acuité tout en éliminant efficacement la poussière et la saleté.
Le nettoyage en ligne par ultrasons est la solution idéale 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 intense et sans contact. Le principe de fonctionnement du nettoyage en ligne par ultrasons de 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 sont équipés d'une sonotrode spécialement conçue, qui est insérée dans un bain d'eau. Le fil de coupe passe à proximité de la sonotrode. La sonotrode transmet des amplitudes dans le bain d'eau de nettoyage, générant une cavitation acoustique. Le bain d'eau évacue les particules de saleté, qui 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, des pressions et des différentiels élevés, ainsi que des forces de cisaillement et des jets de liquide. Ces forces de cavitation 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 toujours élevées.
Nettoyage sans contact : La scie à fil n'est pas en contact avec des outils de nettoyage abrasifs, mais est nettoyée par de l'eau agitée par ultrasons. La technologie de nettoyage par ultrasons Hielscher empêche ainsi toute destruction de la surface du fil.

Pourquoi devrais-je nettoyer mes scies à fil à l'aide d'un système de 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 coupe plus précise, par exemple pour des plaquettes plus fines
• des coupes plus précises pour moins de déchets
• la vitesse de coupe plus rapide permet d'augmenter la capacité de production par machine à scier à fil
• amélioration de la surface des gaufrettes
• durée de vie plus longue du fil de coupe / de la scie à fil
• convient à tous les matériaux, à toutes les échelles et à toutes les productions

Systèmes de nettoyage en ligne haute performance de Hielscher Ultrasonics

En fonction de l'intensité de nettoyage requise, Hielscher propose des transducteurs ultrasoniques avec différentes puissances ultrasoniques (par exemple le Système 200W UP200St ou le Ultrasonateur 1kW UIP1000hdT) pour l'intégration dans les machines à scier les fils de toutes sortes. Les transducteurs à ultrasons haute performance Hielscher répondent aux normes industrielles, sont conçus pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an et peuvent être utilisés en toute fiabilité dans des environnements difficiles et dans des conditions difficiles pour le nettoyage en continu de fils sans fin.
Polyvalents et faciles à manipuler, les transducteurs ultrasoniques Hielscher peuvent être montés sous différents angles et dans de petits espaces. Des systèmes standard ainsi que des appareils à ultrasons personnalisés sont disponibles pour répondre à vos besoins.

Modules de nettoyage par ultrasons (OEM)

Vous êtes fabricant de systèmes de scies à fil et vous souhaitez intégrer des modules de nettoyage en ligne par ultrasons Hielscher ? Contactez-nous pour prendre contact avec notre service R&D pour discuter de vos besoins spécifiques. Que vous prévoyiez une installation dans un espace réduit ou une adaptation à des systèmes de sciage à fil existants, nos modules de nettoyage Hielscher répondront à vos besoins.