Làm sạch băng và đai kim loại dài liên tục bằng máy làm sạch siêu âm lắp trong dây chuyền
Tìm hiểu cách các thiết bị làm sạch dây và băng bằng sóng siêu âm hoạt động liên tục loại bỏ xà phòng kéo, chất bôi trơn, bụi và cặn bẩn khỏi các dải kim loại, đai, băng và thanh định hình liên tục thông qua quy trình làm sạch không tiếp xúc, tốc độ cao và sử dụng ít hóa chất.
Sản xuất kim loại liên tục đòi hỏi phải vệ sinh liên tục
Việc làm sạch các dải kim loại và đai kim loại liên tục bằng máy làm sạch siêu âm trong dây chuyền không chỉ đơn thuần là một công đoạn làm sạch; đây là một bước quan trọng quyết định chất lượng trong quy trình sản xuất liên tục hiện đại. Trong quá trình kéo, cán, xẻ dọc, đục lỗ, dập khuôn và vận chuyển, các vật liệu kim loại liên tục tích tụ xà phòng kéo, stearate, chất bôi trơn, mỡ, bụi và các cặn bẩn dạng hạt mịn. Trước khi tiến hành các công đoạn tiếp theo như mạ kẽm, đùn, hàn hoặc phủ lớp, các tạp chất này phải được loại bỏ triệt để và ổn định. Máy làm sạch siêu âm nội tuyến Hielscher được thiết kế đặc biệt cho các vật liệu liên tục như dây, cáp, thanh, băng, ống và các cấu hình dập, điều này làm cho công nghệ này rất phù hợp với các dải kim loại, đai và băng vô tận.
Yêu cầu này càng trở nên quan trọng hơn khi vật liệu không phải là một dải phẳng đơn giản. Nhiều sản phẩm kim loại dạng cuộn có các lỗ đục, đường viền dập, cạnh sắc, rãnh hoặc hình dạng mặt cắt phức tạp. Việc làm sạch bằng sóng siêu âm trực tiếp phù hợp với các dải kim loại liên tục có chiều rộng khác nhau, vật liệu mỏng và nhạy cảm, các dải kim loại có cạnh sắc và các đai kim loại được dập hoặc đục lỗ phức tạp. Đó chính xác là loại hình học mà việc chải thông thường hoặc làm sạch bằng phun đơn giản thường để lại các điểm mù hoặc tạo ra chất lượng bề mặt không đồng đều dọc theo chiều dài sản xuất.
Máy làm sạch siêu âm trong dòng USCM700 với bộ lọc băng tải liên tục
Cơ chế hoạt động của hệ thống làm sạch bằng sóng siêu âm trong dây chuyền
Nguyên lý khoa học đằng sau công nghệ làm sạch siêu âm trong dòng là hiện tượng xâm thực âm thanh. Các thiết bị làm sạch trong dòng của Hielscher sử dụng đầu dò siêu âm để truyền sóng âm tần số cao vào dung dịch làm sạch, thường ở mức khoảng 20 kHz. Những sóng áp suất này tạo ra các bong bóng chân không vi mô, sau đó vỡ tan một cách dữ dội. Quá trình vỡ tan này tạo ra các lực cơ học cục bộ mạnh mẽ và các tia nước siêu nhỏ trong dung dịch, giúp làm bong tróc các tạp chất bám chặt trên bề mặt kim loại đang chuyển động. Đồng thời, các hạt bẩn bị tách ra được phân tán trong dung dịch làm sạch và được rửa trôi đi, giảm nguy cơ bám lại trên băng, đai hoặc dải kim loại.
Do cơ chế làm sạch mang tính vật lý và không tiếp xúc, phương pháp làm sạch siêu âm trong dây chuyền có thể đạt hiệu quả cao mà không gây mài mòn. Các hệ thống của Hielscher tập trung năng lượng siêu âm vào một thể tích chất lỏng rất nhỏ xung quanh bề mặt chuyển động. Vùng xâm thực tập trung này chính là một trong những lý do giúp đạt được hiệu suất làm sạch cao trong các thiết bị trong dây chuyền có thiết kế nhỏ gọn, có thể lắp đặt trực tiếp vào các dây chuyền sản xuất hiện có hoặc mới.
Các tính năng công nghệ chính bao gồm:
- Làm sạch không tiếp xúc: Hiện tượng xâm thực loại bỏ các chất bẩn mà không cần mài mòn cơ học
- Năng lượng siêu âm tập trung: Làm sạch cường độ cao trong một thể tích chất lỏng nhỏ gọn
- Thiết kế mô-đun: Công suất siêu âm có thể điều chỉnh linh hoạt phù hợp với nhu cầu ứng dụng
- Đầu siêu âm chuyên dụng: Được thiết kế dành cho các cấu hình liên tục và các đường kính khác nhau
- Hệ thống lọc bằng băng tải tùy chọn: Giảm thiểu công việc bảo trì và ngăn ngừa tắc nghẽn
Việc sử dụng hiện tượng xâm thực âm thanh cường độ cao giúp các thiết bị làm sạch trực tiếp của Hielscher loại bỏ hiệu quả dầu, mỡ, bụi, oxit và các hạt mịn – ngay cả ở tốc độ dây chuyền cao – đồng thời vẫn đảm bảo tính toàn vẹn của vật liệu.
Tại sao máy làm sạch dây và băng trong dây chuyền của Hielscher lại là lựa chọn lý tưởng
Danh mục sản phẩm của chúng tôi được thiết kế dựa trên thực tế của quá trình sản xuất liên tục.
Máy WTC950 có thiết kế nhỏ gọn, chỉ dài 1 mét, kết hợp giữa máy làm sạch siêu âm công suất cao với bể thép không gỉ dung tích 17 lít có điều chỉnh nhiệt độ, bơm dung dịch làm sạch và vòi sấy khí. Máy WTC950 có thể xử lý dây, ống, cáp, thanh dẹt và các loại thanh định hình khác với tốc độ làm sạch liên tục lên đến 120 mét mỗi phút.
Tìm hiểu thêm về Hielscher WTC950!
Đối với các giải pháp dây chuyền sản xuất quy mô lớn và có tính mô-đun cao, các mô-đun làm sạch USCM như USCM700 là lựa chọn lý tưởng. Các mô-đun USCM là hệ thống bằng thép không gỉ kết hợp các chức năng làm sạch bằng sóng siêu âm, lọc chất lỏng, gia nhiệt, tuần hoàn và thổi khí sấy khô, với khả năng xử lý liên tục ở tốc độ lên đến 200 mét mỗi phút. USCM700 là máy làm sạch nội tuyến mạnh mẽ dành cho các cấu hình vô tận và đặc biệt thích hợp để loại bỏ các chất bẩn nặng như chất bôi trơn kéo, xà phòng, dầu mỡ, bụi và cặn bã từ quá trình sản xuất. USCM700 có sẵn với bộ lọc đai nỉ tùy chọn được thiết kế để giảm tắc nghẽn và gián đoạn bảo trì trong quá trình vận hành liên tục.
Tìm hiểu thêm về Hielscher USCM700!
Đối với các hệ thống sản xuất đòi hỏi khắt khe và có công suất cao, Hielscher DRS2500-4S là một thiết bị làm sạch siêu âm dạng dòng chảy (inline) chắc chắn và có thiết kế mô-đun, chuyên dụng cho các vật liệu dạng cuộn liên tục như dây, thanh và dải kim loại. Hệ thống này có thể được lắp đặt mới hoặc nâng cấp vào các dây chuyền kéo dây, điều này đặc biệt quan trọng ở những nơi mà quá trình làm sạch có nguy cơ trở thành điểm nghẽn trong quy trình sản xuất.
Tìm hiểu thêm về Hielscher DRS2500-4S!
Đầu phát sóng siêu âm dùng để làm sạch liên tục các dải kim loại và thanh kim loại không có đầu cuối
Các vật liệu kim loại dạng cuộn phù hợp
Phù hợp với các vật liệu sắt và phi sắt, bao gồm thép không gỉ và nhôm, cũng như các loại dải, băng, dây, dây thừng, dải đục lỗ và các thanh định hình dập, công nghệ làm sạch siêu âm liên tục rất phù hợp với nhiều loại vật liệu kim loại dạng cuộn được sử dụng trong sản xuất công nghiệp.
- Các dải kim loại, đai và băng không có đầu cuối làm từ nhôm hoặc thép
- Băng tải thép không gỉ đục lỗ
- Các dải kim loại đục lỗ hoặc đục lỗ liên tục có hình dạng phức tạp
- Dây đeo kim loại cắt cuộn liên tục
- Dây căng, dây thừng, dây bện và các loại thanh kim loại liên tục tương tự
Nói cách khác, bất cứ khi nào một sản phẩm kim loại dạng cuộn kết hợp giữa tốc độ dây chuyền sản xuất cao với tình trạng bám bẩn bề mặt và cấu trúc hình học phức tạp, thì phương pháp làm sạch bằng sóng siêu âm tại chỗ sẽ trở nên vô cùng hấp dẫn. Điều này không chỉ áp dụng cho các dải và băng kim loại tiêu chuẩn, mà còn cho các dải kim loại có cạnh sắc, đai đục lỗ và các cấu kiện vô tận đã qua gia công, nơi việc loại bỏ cặn bẩn phải được thực hiện triệt để mà không làm hỏng vật liệu nền.
Máy làm sạch siêu âm trong dòng DRS2500-4S để làm sạch ống thép
Những ưu điểm của phương pháp làm sạch bằng sóng siêu âm trong dây chuyền đối với băng và đai kim loại liên tục
- Ưu điểm quan trọng nhất là chất lượng làm sạch. Hiện tượng xâm thực có thể tiếp cận các góc cạnh, rãnh, lỗ đục và các chi tiết bề mặt khó tiếp cận mà các phương pháp truyền thống thường bỏ sót. Đối với các dải và đai kim loại liên tục, điều này có nghĩa là độ sạch đồng đều hơn trên toàn bộ chiều rộng và chiều dài sản xuất của vật liệu. Do quy trình này không tiếp xúc trực tiếp, nên không gây mài mòn do chổi quét và giảm thiểu rủi ro tác động cơ học lên các dải mỏng, vật liệu nhạy cảm hoặc các chi tiết có cạnh sắc.
- Một lợi ích quan trọng khác là khả năng tích hợp quy trình. Các thiết bị làm sạch liên tục được thiết kế để lắp đặt trực tiếp vào dòng sản xuất, thay vì buộc các nhà sản xuất phải thực hiện quy trình làm sạch theo lô với việc dừng và khởi động liên tục. Thiết kế nhỏ gọn, công suất siêu âm tập trung và tính linh hoạt của hệ thống mô-đun đều hỗ trợ việc nâng cấp hệ thống hiện có cũng như tích hợp vào dây chuyền sản xuất mới. Đối với các nhà sản xuất, điều này đồng nghĩa với việc giảm thiểu gián đoạn, đồng bộ hóa tốt hơn với tốc độ dây chuyền và phạm vi quy trình tổng thể ổn định hơn.
- Một ưu điểm thứ ba là giảm nhu cầu sử dụng hóa chất. Nhiều ứng dụng có thể được làm sạch chỉ bằng nước hoặc với một lượng nhỏ chất tẩy rửa nhẹ, ví dụ như các dung dịch trung tính, kiềm hoặc axit có nồng độ thấp. Làm sạch bằng sóng siêu âm trong dung dịch nước là một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường so với phương pháp làm sạch bằng dung môi khi mức độ sạch cần thiết đã được xác nhận. Điều này có thể giảm thiểu việc xử lý hóa chất, công sức xử lý chất thải và tác động tổng thể đến môi trường, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu quả làm sạch cao.
- Cuối cùng, công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm trong dây chuyền sản xuất mang lại những lợi ích rõ rệt về mặt kỹ thuật bề mặt. Làm sạch bằng sóng siêu âm có thể giảm mật độ hạt còn sót lại, cải thiện khả năng thấm ướt của bề mặt, tăng cường độ bám dính của các hệ thống phủ sau đó và nâng cao tính đồng nhất của năng lượng bề mặt. Trên các chất nền kim loại, những tác động này giúp giảm số lượng hạt còn sót lại và cải thiện hiệu suất ở các công đoạn tiếp theo. Về mặt thực tiễn, các dải kim loại và đai vô tận sạch hơn sẽ hỗ trợ quá trình phủ, thụ động hóa và xử lý bề mặt tiếp theo diễn ra đáng tin cậy hơn, đồng thời giúp giảm thiểu các khuyết tật liên quan đến hạt và sai lệch về chất lượng.
Hình ảnh chi tiết về đầu phát sóng siêu âm và ống dẫn của máy làm sạch siêu âm USCM700
- Hồ sơ vô tận
- Dây
- Que
- Sợi
- Dây thép
- Dây y tế
- Dải kim loại đục lỗ
- ống sóng
- Dây liên kết
- Dây hàn
- Dây thép âm nhạc
- Dây kim loại quý
- Dây cáp và sợi cáp
- Dây viền
- Ống và ống dẫn gợn sóng
- Các vật liệu vô tận khác
Loại bỏ các điểm nghẽn trong quy trình sản xuất băng vô tận và các sản phẩm định hình nhờ máy làm sạch siêu âm tích hợp!
Đối với các nhà sản xuất đang tìm kiếm giải pháp làm sạch băng và đai kim loại liên tục bằng máy làm sạch siêu âm tích hợp, Hielscher mang đến một phương pháp kỹ thuật thuyết phục, dựa trên công nghệ xâm thực tập trung, tích hợp hệ thống nhỏ gọn và thiết kế có thể mở rộng. Từ model WTC950 nhỏ gọn đến các hệ thống USCM mô-đun, USCM700 và nền tảng DRS, các máy làm sạch dây và băng tích hợp của Hielscher được thiết kế dành cho các cấu trúc liên tục và vật liệu dạng cuộn cần được làm sạch triệt để, nhanh chóng mà không gây hư hại bề mặt. Điều đó khiến việc làm sạch bằng sóng siêu âm trong dây chuyền trở thành một giải pháp tuyệt vời cho các dải nhôm và thép liên tục, đai đục lỗ bằng thép không gỉ, dây đai kim loại cắt cuộn, dây căng và băng kim loại đục lỗ hoặc dập lỗ có hình dạng phức tạp.
Các câu hỏi thường gặp
Các bước trong quy trình sản xuất thanh kim loại không đầu là gì?
Trong quá trình sản xuất dải liên tục, băng dính và đai truyền động, vật liệu thường được chế biến thành một “vô tận” Tạo dải thép bằng cách hàn các cuộn thép lại với nhau, sau đó tẩy cặn bằng phương pháp ngâm axit, giảm độ dày xuống kích thước cuối cùng bằng cách cán nguội hoặc các công đoạn biến dạng khác, tẩy dầu mỡ, ủ nếu cần phục hồi độ dẻo, chỉnh hình bằng cách cán ủ/cán bề mặt hoặc làm phẳng bằng lực căng, và cuối cùng là cắt dải, đục lỗ, phủ lớp, sơn phủ, cắt hoặc cuộn lại theo tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm cuối cùng. Đối với các cấu hình vô tận được kéo, logic tương tự cũng được áp dụng: trước tiên là chuẩn bị bề mặt, sau đó cấu hình được kéo qua một hoặc nhiều khuôn, kèm theo quá trình làm sạch hoặc xử lý nhiệt ở các bước trung gian khi được yêu cầu bởi hợp kim, độ bền hoặc độ chính xác về kích thước.
Các loại xà phòng và chất bôi trơn nào được sử dụng trong quá trình cán/kéo các thanh định hình không đầu?
Trong kỹ thuật vẽ khô, phương pháp cổ điển “Xà phòng” là các loại xà phòng kim loại, đặc biệt là xà phòng natri và canxi, thường là stearat hoặc các hỗn hợp chủ yếu chứa stearat; các hệ thống hỗn hợp natri/canxi cũng khá phổ biến. Các nghiên cứu thực nghiệm về quá trình kéo dây thép không gỉ cho thấy stearat canxi phù hợp hơn với tốc độ kéo thấp, trong khi stearat natri hoạt động tốt hơn ở tốc độ cao. Các dây chuyền kéo công nghiệp cũng sử dụng dầu và mỡ bôi trơn, chất bôi trơn hòa tan, bột nhão và các hệ thống phủ bề mặt như borax, vôi hoặc photphat để cải thiện khả năng hấp thụ chất bôi trơn và hình thành màng bôi trơn. Trong quá trình cán, đặc biệt là cán nguội dải thép và các cấu hình vô tận tương tự, bôi trơn thường được cung cấp bởi chất lỏng cán dầu/nước và các hệ thống đa pha khác như nhũ tương hoặc hỗn hợp nước–dầu, giúp giảm ma sát, lực và sinh nhiệt trong khe cán.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Brochure “Ultrasonic Wire Cleaning – Hielscher Ultrasonics
- Leighton, Timothy; Birkin, Peter; Offin, Doug (2013): A new approach to ultrasonic cleaning. International Congress on Acoustics, January 2013.
- Fuchs, John F. (2002): Ultrasonic Cleaning: Fundamental Theory and Applications. In: Proceedings of Precision Cleaning May 15-17, 1995, Rosemont, IL, USA.
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.