Dégraisser et nettoyer de manière reproductible par ultrasons dans un processus

Pour répondre à la spécification de déflachage sans bavure et avec des arêtes vives, l'entreprise a conçu une installation combinée pour le déflachage et le nettoyage par ultrasons.

Deux électrodes de mesure d'environ 60 mm de long se déplacent à une courte distance lors du processus d'ébavurage au-dessus des pièces en rotation dans le bain de plongée.

Le débridage et le nettoyage sûrs pour le processus sont indispensables lors de la fabrication de pièces de précision et de haute qualité. Pour ces étapes de fabrication essentielles, un fabricant de pièces et constructeur de machines spéciales a développé en collaboration avec Weber Ultrasonics un système multi-bains, dans lequel des pièces peuvent être pré-nettoyées, débridadées et finement nettoyées par ultrasons en un seul processus.

Sans bavures et avec des arêtes vives, telle était la spécification pour laquelle un fabricant de pièces recherchait une méthode de débridage sûre pour le processus, qu'il pouvait intégrer dans sa production. Les pièces à débrider sont des composants cylindriques fabriqués par usinage d'environ 150 mm de long, en acier inoxydable spécial, présentant de nombreux petits trous. Les pièces sont utilisées dans un système de dosage de granulats pour produits d'hygiène en contact avec la peau.

Ultrasons – aussi comme solution de débridage

Les responsables du projet dans l'entreprise, dont la compétence principale, en plus de l'usinage, est la construction de machines spéciales, ont été sensibilisés par des publications sur le débridage par ultrasons de Weber Ultrasonics AG. Cette méthode sans contact pour l'élimination des bavures extérieures et intérieures repose sur l'effet physique de la cavitation et d'un flux. Elle peut être adaptée à diverses tâches de débridage en ajustant la puissance, l'amplitude, la durée des ultrasons ainsi que la distance et la position de la sonotrode spécifique par rapport à la pièce.

Après des tests approfondis réalisés dans le laboratoire de Weber Ultrasonics, montrant que la spécification de débridage pouvait être reproduite de manière fiable, les entreprises ont conçu conjointement un système combiné de débridage et de nettoyage. Le système multi-bains réalisé par le constructeur de machines spéciales comporte au total quatre cuves. Dans la première cuve, deux pièces sont pré-nettoyées à une fréquence ultrasonore de 25 kHz. Outre les résidus de médias de traitement et les copeaux libres, certains bavures sont déjà éliminés. Pour le processus de débridage, les pièces fixées sur le support sont transportées dans la deuxième cuve et immergées dans le bain. Ensuite, deux sonotrodes de mesure d'environ 60 mm de long, se déplaçant sur un axe X, se déplacent à une courte distance au-dessus des pièces tournantes dans la cuve. Grâce à la combinaison de la fréquence de 20 kHz et d'une haute amplitude, un champ sonore intense se forme à la surface des pièces, ciblant la racine des bavures pour la détacher. Parallèlement, la bavure est déplacée, brisée et évacuée par le flux. Dans la troisième cuve, un nettoyage fin est effectué à une fréquence de 40 kHz, puis dans la quatrième, un processus de rinçage par projection immergée.

Le système ultrasonore est alimenté par des générateurs Sonic Digital HS, adaptés en puissance, d'une puissance maximale de 1000 watts chacun. La composante système, conçue pour être intégrée et compatible avec un rail DIN, génère et contrôle la fréquence numérique via un microcontrôleur 32 bits. La puissance peut être réglée de 10 à 100 % par pas de 1 %. Cela permet une adaptation optimale aux programmes spécifiques de débridage et de nettoyage des pièces. Dans ce cas, grâce à la haute amplitude – réalisé économiquement avec une puissance de 300 watts – le processus est efficace. Pour assurer une haute sécurité de fonctionnement et de processus, des dispositifs intégrés en série surveillent notamment la fréquence, contrôlent le ventilateur, gèrent la température et assurent la protection contre le fonctionnement à sec. Grâce à une interface optionnelle Profibus ou Profinet, les générateurs peuvent être intégrés dans des processus de contrôle supérieurs et/ou une maintenance à distance.

Une méthode pour le débridage des pièces métalliques et en plastique

Des résultats optimaux de débridage sont obtenus non seulement avec ces pièces en acier inoxydable, mais aussi lors de l’élimination des bavures internes et externes sur des pièces moulées en aluminium et en zinc, ainsi que sur des pièces en laiton. Il est également possible de traiter des pièces à paroi fine par ultrasons. De plus, le débridage par ultrasons convient pour les pièces moulées en polypropylène (PP), polyamide (PA) et polycarbonate (PC) – y compris renforcées de fibres. Il permet d’éliminer précisément les bavures qui se forment aux surfaces de séparation des moules d’injection, ainsi que les « membranes flottantes » dites plates.