Eliminar y limpiar de manera reproducible mediante ultrasonidos en un proceso

Para cumplir con la especificación de desbarbado sin rebabas y con bordes afilados, la empresa diseñó una instalación combinada para desbarbar y limpiar con ultrasonidos.

Dos electrodos de medición de aproximadamente 60 mm de longitud se mueven durante el proceso de desbarbado a una distancia cercana sobre las piezas de trabajo que giran en el baño de inmersión.

El desbarbado y la limpieza seguros para el proceso son una obligación en la fabricación de piezas de precisión y calidad. Para estos pasos de fabricación imprescindibles, un fabricante de piezas y constructor de máquinas especiales desarrolló junto con Weber Ultrasonics un sistema de múltiples bañeras ultrasónicas, en el que las piezas pueden ser prelimpiadas, desbarbadas y limpiadas finamente en un solo proceso.

Se especificó que las piezas debían estar libres de rebabas y tener bordes afilados, por lo que un fabricante de piezas buscaba un método de desbarbado seguro para el proceso que pudiera integrarse en su producción. Las piezas a desbarbar son componentes cilíndricos de aproximadamente 150 mm de longitud, fabricados por mecanizado en un acero inoxidable especial, que presentan numerosos orificios finos. Las piezas se utilizan en un sistema de dosificación de granulados para productos higiénicos en contacto con la piel.

Ultrasónico – también como solución para desbarbado

Los responsables del proyecto en la empresa, cuya competencia principal además del mecanizado es la construcción de máquinas especiales, se informaron sobre el desbarbado ultrasónico de Weber Ultrasonics AG a través de publicaciones. Este método sin contacto para eliminar rebabas externas e internas se basa en el efecto físico de la cavitación y una corriente. Se puede adaptar a diferentes tareas de desbarbado mediante la potencia, amplitud y duración del ultrasonido, así como la distancia y posición de la sonotrode específicamente diseñada respecto a la pieza.

Tras extensas pruebas en el laboratorio de Weber Ultrasonics que demostraron que la especificación de desbarbado se cumple de manera reproducible, las empresas diseñaron conjuntamente un sistema combinado de desbarbado y limpieza. El sistema de múltiples bañeras realizado por el constructor de máquinas especiales cuenta con un total de cuatro cubas. En la primera cuba, se prelimpian dos piezas con una frecuencia ultrasónica de 25 kHz. Además de eliminar restos de medios de mecanizado y virutas sueltas, ya se eliminan algunas rebabas. Para el proceso de desbarbado, las piezas fijadas en el soporte se transportan a la segunda cuba y se sumergen en ella. Luego, dos sonotrodes de aproximadamente 60 mm de longitud, que se mueven en un eje X, se acercan en estrecho espacio sobre las piezas giratorias en la cuba. La combinación de la frecuencia de 20 kHz y una amplitud alta genera un campo sonoro intenso en la superficie de las piezas, que elimina específicamente la raíz de la rebaba. Paralelamente, la rebaba se mueve, rompe y transporta mediante la corriente. En la tercera cuba, se realiza una limpieza fina con una frecuencia de 40 kHz y, posteriormente, en la cuarta cuba, un proceso de chorro sumergido.

El sistema ultrasónico se opera con generadores Sonic Digital HS ajustados en potencia, con una potencia máxima de 1.000 vatios cada uno. La componente del sistema, diseñada para ser integrada y compatible con carril DIN, genera y regula la frecuencia digital mediante un microcontrolador de 32 bits. La potencia puede ajustarse en pasos del 1% en un rango del 10 al 100%. Esto permite una adaptación óptima a programas específicos de desbarbado y limpieza de piezas. En este caso, puede realizarse de manera económica con 300 vatios de potencia, gracias a la alta amplitud. Para garantizar una alta seguridad operativa y del proceso, entre otras, se incorporan de serie dispositivos para la supervisión de la frecuencia, control de ventiladores, gestión de temperatura y protección contra funcionamiento en seco. Con la opción de una interfaz Profibus o Profinet, los generadores pueden integrarse en procesos de control superiores y/o en mantenimiento remoto.

Un método para el desbarbado de piezas metálicas y plásticas

Se logran resultados óptimos de desbarbado no solo en estas piezas de acero inoxidable, sino también en la eliminación de rebabas internas y externas en piezas de aluminio y zinc fundido a presión, así como en piezas de latón. También es posible trabajar con piezas delgadas mediante ultrasonido. Además, el desbarbado ultrasónico es adecuado para piezas moldeadas por inyección de polipropileno (PP), poliamidas (PA) y policarbonatos (PC), incluso reforzados con fibra. Se pueden eliminar de manera específica rebabas que surgen en las superficies de separación de los moldes de inyección, así como las llamadas “membranas flotantes” en las superficies.