Làm sạch trực tiếp trên dây chuyền bằng siêu âm cho dây cưa và dây cắt

Bề mặt dây sạch đóng vai trò quan trọng đối với dây cưa và dây cưa kim cương. Chỉ những dây sạch, được bảo dưỡng tốt mới tạo ra các đường cắt chính xác (ví dụ: trên tấm wafer silic, chất bán dẫn, khoáng vật và đá), đồng thời mang lại hiệu suất và chất lượng cao. Làm sạch dây cưa trực tiếp trên dây chuyền bằng siêu âm là kỹ thuật ưu việt để làm sạch dây cưa trong một quy trình liên tục ngay trên dây chuyền, nhờ đó bảo đảm dây luôn vừa được làm sạch để đạt hiệu quả cắt tối ưu.

Làm sạch dây cưa và dây cắt bằng siêu âm

Trong quá trình sản xuất các tấm bán dẫn và tấm wafer silic cũng như trong các ứng dụng cắt ở những ngành công nghiệp khác, dây cưa và dây cắt được sử dụng rộng rãi để cắt các tấm wafer thành những phiến mỏng. Những dây cưa và dây cắt này (ví dụ: dây cưa kim cương, dây cưa phủ hạt mài) phải được bảo dưỡng tốt và giữ không bị nhiễm bẩn để đạt độ chính xác và hiệu suất cắt mong muốn. Hơn nữa, chỉ dây cưa hoặc dây cắt sạch mới ngăn ngừa được khuyết tật và hư hại ở vật liệu được cắt.
Làm sạch bằng sóng siêu âm hiệu năng cao, tần số thấp, tạo ra dòng chảy rối mạnh và hiện tượng xâm thực âm, đã được khẳng định là một kỹ thuật có độ tin cậy cao để làm sạch liên tục các vật liệu dạng dài liên tục.
Công nghệ làm sạch dây cưa của Hielscher Ultrasonics truyền siêu âm tập trung vào bể nước thông qua một sonotrode được thiết kế đặc biệt (đầu dò hoặc đầu khuếch đại siêu âm) trong một quy trình liên tục. Dây cắt hoặc dây cưa được dẫn dọc theo sonotrode truyền siêu âm ở khoảng cách rất gần, nhờ đó đi qua vùng xâm thực cường độ cao. Biên độ cao và quá trình xử lý siêu âm tập trung thông qua sonotrode siêu âm bảo đảm hiệu suất cao và vượt trội hơn hẳn các bể làm sạch siêu âm. (Nhấp vào đây để đọc thêm về tình trạng thiếu xâm thực trong các bồn và bể làm sạch siêu âm!) Vùng xâm thực cường độ cao bên dưới sonotrode có đặc trưng là dòng chảy rối mạnh, ứng suất cắt, áp suất và nhiệt độ cao cùng các chênh lệch tương ứng, cũng như các tia chất lỏng. Những lực mạnh này loại bỏ bụi, chất bẩn và các hạt gây nhiễm bẩn khỏi dây cắt rồi phân tán chúng trong bể nước, nơi các hạt được cuốn trôi đi.

Sơ đồ kỹ thuật của hệ thống làm sạch bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền được tích hợp vào máy cưa dây

Cải thiện khả năng làm sạch dây cưa và dây cắt bằng siêu âm

Công nghệ làm sạch bằng siêu âm của Hielscher mang lại những cải tiến đáng kể cho các ngành công nghiệp sử dụng dây cưa (ví dụ: cắt bằng dây kim cương) – bao gồm cắt phiến bán dẫn trong ngành công nghiệp bán dẫn và quang điện. Nhờ hiện tượng xâm thực siêu âm, mọi loại dây cắt, chẳng hạn như dây tẩm kim cương, đều được làm sạch rất hiệu quả. Một mặt, dây cắt sạch hơn tạo ra các vết cắt sạch hơn. Nhờ đó, chất lượng sản phẩm cao hơn và tỷ lệ phế phẩm trong quá trình sản xuất thấp hơn. Mặt khác, dây được làm sạch kỹ có thể hoạt động ở tần suất cắt cao hơn, cho phép cắt nhanh hơn, sử dụng hệ thống hiệu quả hơn và đạt hiệu suất sản xuất cao hơn.
Trong ngành công nghiệp quang điện và bán dẫn, dây kim cương được sử dụng chủ yếu để cắt phiến bán dẫn nhờ khả năng và hiệu quả cắt cao cũng như khả năng chống mài mòn. Cắt các vật liệu như phiến silic (ví dụ: silic đơn tinh thể) là một quá trình phân tách cơ học, gây ra ma sát và sinh nhiệt. Do ma sát và sự mài mòn vật liệu, các hạt như bụi và mảnh vụn lưu lại trên bề mặt dây cắt. Sự nhiễm bẩn này có thể dẫn đến các vết cắt thiếu chính xác, hư hại bề mặt và khuyết tật.
Siêu âm được biết đến rộng rãi nhờ khả năng làm sạch các chi tiết kim loại. Có hai nguyên lý hoạt động. Thứ nhất, bản thân chất lỏng làm sạch dao động, tạo ra chuyển động của chất lỏng so với các chi tiết cần làm sạch. Thứ hai – và quan trọng hơn – là hiện tượng xâm thực do biên độ cao gây ra. Cả hai hiệu ứng siêu âm này đều tạo ra tác động làm sạch mạnh và đáng tin cậy đối với vật liệu dạng dài liên tục.

Tại sao nên làm sạch dây cưa bằng siêu âm?

Dây cưa và dây cắt được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ độ chính xác của vết cắt và độ rộng rãnh cắt nhỏ hơn (tức là chiều rộng của vết cưa). Tuy nhiên, để đạt được độ chính xác cắt này, dây phải không bị nhiễm bẩn vì bất kỳ điểm không hoàn hảo nào trên bề mặt cũng có thể gây ra sai lệch trong vết cắt. Chất bẩn chủ yếu phát sinh từ chính quá trình cắt, khiến việc làm sạch dây cưa liên tục trở nên thiết yếu.
Quá trình làm sạch dây cưa (ví dụ: dây cắt tẩm kim cương, dây cưa có độ chính xác cao) đòi hỏi phải làm sạch hiệu quả mà không làm hư hại bề mặt dây cưa. Phải tránh mọi sự suy giảm độ sắc bén trong khi vẫn loại bỏ bụi và chất bẩn hiệu quả.
Làm sạch bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền là giải pháp hoàn hảo để làm sạch liên tục các dây cưa chính xác. Các hệ thống làm sạch bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền của Hielscher loại bỏ chất bẩn và bụi bằng tác động làm sạch cơ học không tiếp xúc nhưng mạnh mẽ. Nguyên lý hoạt động của quá trình làm sạch bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền đối với vật liệu dạng dài liên tục như dây cắt dựa trên hiện tượng xâm thực âm học. Các hệ thống làm sạch bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền của Hielscher có đầu dò siêu âm được thiết kế đặc biệt, đặt trong bể nước. Dây cắt đi qua rất gần đầu dò siêu âm. Đầu dò truyền dao động vào bể nước làm sạch, tạo ra hiện tượng xâm thực âm học. Nước trong bể cuốn các hạt chất bẩn đi; các hạt này có thể được lọc bỏ bằng bộ lọc băng tải được cung cấp dưới dạng tùy chọn.

Làm sạch bằng hiện tượng xâm thực siêu âm hoạt động như thế nào?

Hiện tượng xâm thực âm học được đặc trưng bởi các rung động mạnh, nhiệt độ và áp suất cao cùng các chênh lệch tương ứng, cũng như lực cắt và các tia chất lỏng. Những lực xâm thực mạnh này loại bỏ bụi và chất bẩn khỏi bề mặt dây cắt, giúp duy trì liên tục hiệu quả và độ chính xác cắt cao.
Làm sạch không tiếp xúc: Dây cưa không tiếp xúc với các dụng cụ làm sạch có tính mài mòn mà được làm sạch bằng nước được khuấy động bởi siêu âm. Nhờ đó, công nghệ làm sạch bằng siêu âm của Hielscher ngăn ngừa mọi hư hại đối với bề mặt dây.

Tại sao nên làm sạch dây cưa bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền?

Nhờ khả năng làm sạch hiệu quả và mạnh mẽ ở chế độ liên tục trực tiếp trên dây chuyền, độ chính xác và chất lượng cắt được cải thiện đáng kể:

• cắt chính xác hơn, ví dụ để tạo ra các phiến bán dẫn mỏng hơn
• đường cắt chính xác hơn giúp giảm phế liệu
• tốc độ cắt nhanh hơn cho phép tăng năng suất sản xuất của mỗi máy cưa dây
• bề mặt phiến bán dẫn được cải thiện
• tuổi thọ của dây cắt / dây cưa dài hơn
• phù hợp với mọi vật liệu ở mọi quy mô trong mọi hoạt động sản xuất

Hệ thống làm sạch trực tiếp trên dây chuyền hiệu năng cao của Hielscher Ultrasonics

Tùy thuộc vào cường độ làm sạch cần thiết, Hielscher cung cấp các bộ chuyển đổi siêu âm với nhiều mức công suất siêu âm khác nhau (ví dụ như hệ thống 200W UP200St hoặc thiết bị siêu âm 1kW UIP1000hdT) để tích hợp vào mọi loại máy cưa dây. Các bộ chuyển đổi siêu âm hiệu năng cao của Hielscher đạt cấp công nghiệp, được chế tạo để vận hành 24/7/365 và có thể hoạt động đáng tin cậy trong môi trường khắc nghiệt với điều kiện làm việc tải nặng nhằm làm sạch liên tục các dây có chiều dài liên tục.
Nhờ tính linh hoạt và dễ thao tác, các bộ chuyển đổi siêu âm của Hielscher có thể được lắp ở nhiều góc độ khác nhau và trong không gian nhỏ. Các hệ thống tiêu chuẩn cũng như thiết bị siêu âm tùy chỉnh đều có sẵn để đáp ứng nhu cầu của bạn.

Mô-đun làm sạch bằng siêu âm dạng OEM

Bạn là nhà sản xuất hệ thống cưa dây và muốn tích hợp các mô-đun làm sạch bằng siêu âm trực tiếp trên dây chuyền của Hielscher? Hãy liên hệ với chúng tôi để trao đổi với đội ngũ nghiên cứu và phát triển của chúng tôi về các yêu cầu cụ thể. Dù bạn dự định lắp đặt trong không gian nhỏ hay tích hợp bổ sung vào các hệ thống cưa dây hiện có, các mô-đun làm sạch của Hielscher sẽ đáp ứng yêu cầu của bạn.