Nettoyage de fils par ultrasons

La fabrication de fils et de câbles, de barres, de bandes, de tubes et d’éléments de fixation nécessite une lubrification. Avant toute transformation ultérieure, telle que la galvanisation, l’extrusion ou le soudage, les résidus de lubrifiant doivent être éliminés. Hielscher Ultrasonics vous propose un procédé unique de nettoyage par ultrasons pour un nettoyage en ligne efficace.

Nettoyage de fils par ultrasons – Puissant et fiable

Le nettoyage par ultrasons constitue une solution respectueuse de l’environnement pour nettoyer des matériaux continus tels que les fils et les câbles, les bandes ou les tubes. L’effet de la cavitation générée par la puissance ultrasonore élimine les résidus de lubrification tels que les huiles ou les graisses, les savons, les stéarates ou les poussières. De plus, les particules de contamination sont dispersées dans le liquide de nettoyage. Cela évite qu’elles adhèrent à nouveau au matériau à nettoyer et permet leur évacuation par le liquide.
L’utilisation d’une technologie ultrasonore propriétaire innovante génère des champs de cavitation très intenses , permettant d’obtenir de très bons résultats de nettoyage à des vitesses de ligne élevées. Comme le nettoyage repose sur les effets physiques des ultrasons, il peut être utilisé pour tout matériau ferreux ou non ferreux, par exemple l’acier inoxydable, le cuivre, l’aluminium, mais aussi le plastique ou le verre.

Les machines de nettoyage par ultrasons sont le plus souvent utilisées pour les fils tréfilés, par exemple avant le gainage ou l’extrusion. La concentration de la puissance ultrasonore dans un faible volume de liquide permet une conception très compacte. Celle-ci s’intègre facilement aux lignes de production existantes ou nouvelles, par exemple directement après le tréfilage ou le déroulage d’une bobine.
La cavitation est un phénomène produit dans les liquides par des ondes ultrasonores intenses. Les ondes de pression qui en résultent créent des bulles de vide qui implosent ensuite. Ces implosions engendrent des pressions et des températures très élevées, accompagnées de jets de liquide pouvant atteindre 1000km/h. À la surface des matériaux, ces forces mécaniques détachent les impuretés, qui peuvent alors être évacuées par le liquide de nettoyage. Une cavitation intense – et donc un nettoyage intensif – nécessite des amplitudes élevées et une faible fréquence ultrasonore (environ 20kHz). L’image à droite montre la cavitation intense produite dans un liquide par les modules à ultrasons de Hielscher Ultrasonics.

Systèmes de nettoyage de fils et de câbles

La conception compacte intègre tout ce qui est nécessaire pour nettoyer un fil ou une bande. De plus, les cuves de nettoyage, pompes, dispositifs de chauffage, filtres et écrémeurs d’huile, ainsi que les dispositifs d’essuyage à air pour le séchage final sont également installés dans le système. L’ensemble du système de nettoyage est fabriqué en acier inoxydable, ce qui évite les problèmes de corrosion.
Un capot insonorisant réduit les émissions sonores à un niveau inférieur aux limites internationales habituellement applicables dans les zones de production. Les interventions manuelles se limitent à quelques gestes simples et commandes, afin d’alléger le travail de l’opérateur. La régénération du liquide au sein du système permet une utilisation prolongée des liquides de nettoyage. Associée à la conversion efficace de l’énergie électrique en action mécanique de nettoyage, elle améliore le bilan environnemental de l’ensemble du système.

Adapté à vos besoins

Une conception sur mesure permet d’adapter au mieux le système aux exigences du procédé de nettoyage concerné. Différentes configurations sont possibles, allant de modules individuels pour de faibles vitesses de nettoyage à des systèmes de nettoyage à grande vitesse. Outre une puissance ultrasonore adaptée et un automate programmable industriel (API) pour la commande automatique du fonctionnement, des caractéristiques telles que la géométrie de l’ensemble du système peuvent être adaptées à un espace restreint ou à des hauteurs de ligne particulières. Des dispositifs de séchage spéciaux sont également disponibles en option si le séchage à l’air comprimé est insuffisant pour le fil concerné.

Processeurs à ultrasons et sonotrodes

Les processeurs à ultrasons ont été conçus pour une utilisation industrielle intensive. Ils présentent un rendement élevé dans la conversion de l’énergie électrique en oscillations mécaniques. Ils ont été conçus pour fonctionner en continu et sont protégés contre les projections d’eau – par précaution. Leur puissance individuelle pouvant atteindre 4000 Watts permet des amplitudes d’oscillation très élevées, nécessaires à un nettoyage efficace. Le nombre d’appareils à ultrasons requis dépend du nombre et du diamètre des fils à nettoyer, de leur niveau de contamination et de la vitesse de ligne souhaitée. Nous serons heureux de vous conseiller à ce sujet, en nous appuyant sur notre vaste expérience du nettoyage de fils. Les sonotrodes ont été mises au point et conçues spécifiquement pour nettoyer des profilés continus, tels que les fils ou les bandes. La puissance ultrasonore est concentrée dans le liquide qui entoure le fil dans l’alésage de nettoyage. Il en résulte des densités de puissance extrêmement élevées, pouvant atteindre 100 Watts par centimètre cube. Les bains à ultrasons courants ne dépassent pas 0,02 Watts par centimètre cube. En général, le diamètre de l’alésage doit dépasser de 3 à 4mm la dimension transversale du matériau à nettoyer. Nos sonotrodes standard permettent de nettoyer des fils de 32mm de diamètre. Des matériaux de plus grandes dimensions ainsi que des formes particulières peuvent être nettoyés à l’aide de conceptions sur mesure. Des géométries de sonotrodes spécifiques permettent de nettoyer simultanément plusieurs fils dans un seul système. Les sonotrodes adaptées sont ainsi intégrées aux systèmes standard. Le principe de nettoyage – et donc la puissance de nettoyage – est identique à celui des systèmes destinés au nettoyage d’un seul fil. Le choix de la sonotrode appropriée dépend du nombre de fils et de leur diamètre respectif. Des sonotrodes plates peuvent également être utilisées pour nettoyer des bandes larges ou de nombreux fils parallèles. À cette fin, les sonotrodes sont installées au-dessus et au-dessous du matériau. Ce principe permet aussi de nettoyer des toiles métalliques ou des treillis métalliques.

Installation et fonctionnement prêts à l’emploi

Dans nos systèmes DRS, des circuits de liquide complets intégrés au système alimentent les modules de nettoyage et de rinçage. Les circuits de nettoyage et de rinçage sont séparés l’un de l’autre. Chaque circuit comporte des cartouches filtrantes qui éliminent les particules de poussière du liquide. Le circuit de nettoyage peut également être équipé d’un écrémeur d’huile. Pour assurer un nettoyage efficace, les circuits sont équipés d’éléments chauffants. Ces deux circuits et les équipements de traitement sont intégrés dans un châssis. L’encombrement au sol des systèmes standard n’est que de 1500mm ou 2000mm en longueur et de 750mm en largeur. Grâce à leur conception compacte, les systèmes s’intègrent facilement aux lignes de production existantes. L’image ci-dessous présente le schéma d’un système de nettoyage de fils à deux cuves.
 

Schéma d’un système de nettoyage de fils en ligne comprenant un processeur à ultrasons, une sonotrode de nettoyage de fils, des cuves, des pompes, des filtres, un dispositif de rinçage, des dispositifs d’essuyage à air et un guide en céramique.

 
Les systèmes destinés à fonctionner 24/7 sont équipés de deux cuves de nettoyage et de deux cuves de rinçage. Cette configuration permet d’effectuer la maintenance de chaque cuve pendant que le système fonctionne, afin que les cuves puissent être vidangées, remplies et chauffées à la température de fonctionnement individuellement. L’API assure un fonctionnement fluide grâce à la commutation automatique entre les cuves et à l’appoint de liquide. Il commande également toutes les fonctions pertinentes du système et transmet les signaux d’état correspondants à la commande centrale de production ou les affiche sous forme de messages textuels. Les entrées et sorties de signaux peuvent être adaptées aux exigences du client.
Des composants optionnels, tels que des unités de filtration à bande, des brosses ou des modules de séchage spéciaux, complètent le système de nettoyage de fils. La vaste gamme de composants optionnels garantit que la capacité du système de nettoyage de fils répond entièrement aux exigences du client.