La lavorazione elettrochimica dei metalli (ECM) consente la smussatura e la rotondità ad alta precisione dei bordi dei pezzi tramite elettrolisi. Una pre- e post-pulizia garantisce il funzionamento stabile del processo e assicura che la qualità superficiale soddisfi i requisiti di pulizia definiti. Un produttore di soluzioni ECM integra quindi moduli di pulizia ad ultrasuoni nei suoi impianti realizzati su misura.
Inizialmente, VULIC ECM GmbH & Co. KG, fondata nel 2007, si è concentrata sullo sviluppo e la produzione di dispositivi personalizzati (utensili) e ricambi per la lavorazione elettrochimica dei metalli (ECM). Sette anni dopo, è seguito il centro di lavorazione V 500, il primo impianto ECM sviluppato internamente, e il portfolio dei servizi è stato ampliato con la lavorazione conto terzi. Gli impianti standard e speciali progettati in modo modulare e i servizi dell'azienda con sede a Ottobeuren sono ora richiesti a livello internazionale da clienti, tra cui quelli dell'industria automobilistica e della difesa, dell'aviazione e della tecnologia medica.
Pulizia ad ultrasuoni integrata per processi ECM stabili e alta pulizia
Nella tecnologia ECM, le bave possono essere rimosse in modo efficiente e i bordi arrotondati con alta precisione, anche in aree difficili da raggiungere come fori ciechi, intersezioni di fori e tasche. Per il processo senza contatto, l'utensile è collegato come catodo (negativo) a una fonte di corrente continua e il componente è polarizzato come anodo (positivo).
Lo scambio di cariche avviene in una soluzione elettrolitica salina, in cui le bave vengono completamente dissolte e rimosse dallo spazio di lavoro tramite l'elettrolita.
«Per la qualità e la precisione dei processi ECM è fondamentale che i pezzi da lavorare siano privi di olio e grasso», specifica Sascha Haushammer, responsabile vendite di VULIC ECM. «Inoltre, le enormi crescenti richieste di pulizia richiedono spesso una pulizia dopo il processo ECM, in cui vengono rimossi residui di elettrolita e eventuali particelle aderenti al componente.» Per questi motivi, il produttore di impianti offre dal 2018 le sue macchine anche con moduli integrati per la pre- e post-pulizia, ad esempio con ultrasuoni, e li utilizza anche nel settore dei servizi. I bacini di pulizia sono realizzati internamente da VULIC ECM su misura, ora anche per applicazioni senza ECM. Per l'equipaggiamento con ultrasuoni, si è cercato un partner potente.
Ultrasuoni adattati all'applicazione specifica
Un'azienda di mezzi di pulizia ha raccomandato la Weber Ultrasonics AG. La società attiva a livello internazionale sviluppa e produce componenti ad ultrasuoni per la pulizia, la saldatura e il taglio. I generatori per la pulizia dei componenti sono disponibili in diverse frequenze, anche come sistemi multifrequenza. Consentono, in combinazione con oscillatori a piastre, a immersione e a barra adattati alla frequenza, la costruzione di soluzioni di pulizia compatte, personalizzate in base ai pezzi e ai requisiti di pulizia.
«All'epoca abbiamo parlato anche con altri produttori, ma la collaborazione con Weber Ultrasonics ha funzionato così bene fin dall'inizio che non abbiamo coinvolto altri fornitori», riferisce Sascha Haushammer. «Riceviamo ottimi consigli e nel corso degli anni siamo riusciti anche a costruire una certa esperienza nella pulizia ad ultrasuoni. Oggi abbiamo bisogno dell'expertise di Weber Ultrasonics solo per progetti speciali.»
Smussatura e pulizia di nastri metallici lunghi chilometri
Un progetto del genere è stato lo sviluppo e la produzione di una soluzione complessiva per la lavorazione di nastri d'acciaio di diverse larghezze e spessori, lunghi diversi chilometri. La richiesta sembrava semplice: sui pezzi deve essere generata una smussatura definita su un lato e devono essere preparati per la successiva conservazione da parte del cliente. «Inoltre, la velocità del processo era un fattore importante», spiega Sascha Haushammer. VULIC ECM ha progettato per questo un impianto a flusso modulare con le stazioni di pre-pulizia, lavorazione ECM e post-pulizia, inclusa la pulizia ad ultrasuoni.
Il modulo per la post-pulizia è composto da tre zone separate. L'area centrale è dotata di un oscillatore Sonosub a 25 kHz con potenza di 500 watt. La capsula saldata al laser dell'oscillatore è estremamente liscia e minimizza così le deposizioni. Nel generatore Sonic Digital HS3 adattato alla potenza, la frequenza di 25 kHz è generata e regolata digitalmente da un microcontrollore a 32 bit e monitorata. La potenza può essere regolata dal 10 al 100% in incrementi dell'1%, consentendo un'ottimale adattamento ai programmi di pulizia specifici per i pezzi.
Lavorazione e pulizia ad alta velocità di processo
I nastri leggermente contaminati da olio vengono srotolati all'ingresso tramite un rullo e attraversano nella prima stazione una pulizia combinata a spruzzo e spazzola. Nel modulo centrale avviene la smussatura. Nella stazione di post-pulizia, il nastro d'acciaio viene spruzzato nella prima zona e nella zona 2 viene completamente tirato in un bacino riempito di mezzo di pulizia tramite un rullo.
In questo bagno liquido, gli ultrasuoni esercitano la loro azione attraverso la cavitazione acustica: l'oscillatore a immersione trasmette i segnali elettrici generati dal generatore nel liquido, creando un'alternanza di sottopressione e sovrapressione. Nelle fasi di sottopressione si formano microscopiche cavità che, nella successiva fase di sovrapressione, collassano (implodono). Ciò genera onde d'urto con energia significativa, che «staccano» contaminazioni particellari e chimiche filmiche. Allo stesso tempo, si sviluppano microcorrenti che spazzano via contaminazioni staccate o attaccate. Attraverso un ulteriore rullo, i nastri entrano nella zona 3 dotata di asciugatura ad aria calda, vengono successivamente protetti dalla corrosione nella conservazione del cliente e poi riavvolti.
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