Ультразвуковая технология выводит режущие инструменты на новый уровень

Компания Tru-Edge Cutting Tool Services проектирует и изготавливает на заказ режущие инструменты и предоставляет услуги по переточке и нанесению покрытий для клиентов в аэрокосмической, автотранспортной, медицинской, пищевой, горнодобывающей промышленности и др.

Невозможность удаления масла и грязи с инструментов перед нанесением покрытия приводит к загрязнению всей ванны с материалом для покрытия, однако в компании Tru-Edge новое устройство для предварительной очистки помогает удалить больше масла и грязи, при этом значительно сокращая продолжительность цикла. Это сочетание быстро окупается для данного производителя из западно-центрального Огайо.

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

Основанная в 1996 году компания по оказанию услуг в области переточки и восстановления инструментов расширилась и сейчас предлагает решения по проектированию и разработке инструментов под ключ, изготовлению инструментов на заказ и модифицированных инструментов, а также по разработке систем покрытий для внутреннего использования. Компания занимается шлифовкой и полировкой цельных твердосплавных режущих инструментов, твердосплавных режущих инструментов с каналом для подачи СОЖ, инструментов с твердосплавными режущими пластинами, инструментов из быстрорежущей стали и кобальтовых быстрорежущих инструментов.

Она занимается инструментальной оснасткой для торцевых фрез, сверл, метчиков, ружейных сверл, разверток, многофункциональных инструментов, а также модифицированных и изготовленных по специальному заказу инструментов.

Изготовление инструментов по специальному заказу и заточка имеющихся инструментов - процесс грязный. Инструментальная оснастка покрывается грязью, маслом, стружкой. Изделия, которые направляются на стадию нанесения покрытий, должны быть предварительно полностью очищены от масла и грязи, иначе будет загрязнена вся ванна с материалом покрытия. Поскольку покрытия Tru-Edge состоят из множества веществ, многие из которых являются дорогостоящими материалами, загрязненная партия может стоить от $500 до $5 000. Изделия без покрытия также должны быть очищены перед отправкой заказчику. Для этого требуется, чтобы предварительная очистка и окончательная очистка выполнялись непрерывно в течение дня.

Рисунок 1. Новая установка для предварительной очистки удаляет больше масел и загрязнений, сокращая продолжительность цикла.

Рисунок 1. Новая установка для предварительной очистки удаляет больше масел и загрязнений, сокращая продолжительность цикла.

Ранее на этапе предварительной очистки компания использовала традиционную установку для ультразвуковой очистки. Она имела ограниченный успех в области удаления проникающих масел. Большая часть нагрузки ложилась на вакуумную ультразвуковую установку с подогревом. Ориентируясь на упрощение задачи для этой установки за $80 000, не говоря уже о весьма дорогих очищающих жидкостях для нее, директор по производству компании Tru-Edge Дэвид Бэлстер начал продумывать варианты.

В течение года мы рассмотрели 15 - 20 разных марок, пока не нашли ультразвуковой очиститель, который отличался от остальных”, - вспоминает Бэлстер. В августе 2015 года он купил модель Ultra 2400FA у компании UltraSonic LLC из Цинциннати. “Это единственная модель с ультразвуковыми излучателями по бокам, а не внизу, где волны не всегда достигают инструментов”, - сказал он.

Рисунок 2. Компания производит на заказ режущие инструменты для обработки по окружности и оказывает услуги по переточке и нанесению покрытий. Перед нанесением покрытия все инструменты должны быть очищены от масла и грязи.Рисунок 2. Компания производит на заказ режущие инструменты для обработки по окружности и оказывает услуги по переточке и нанесению покрытий. Перед нанесением покрытия все инструменты должны быть очищены от масла и грязи.

Этот вариант привёл к явным результатам в части ускорения цикла очистки. Компания Tru-Edge сократила продолжительность цикла с 10 минут до 3 минут. Это сокращение в сочетании с большей по размеру ванной очистки позволяет очищать больше деталей в час и помогает увеличить оборот в цехе нанесения покрытий. С учетом сокращения трудозатрат период окупаемости этого капиталовложения составляет 6 месяцев

Теперь не только очистка выполняется быстрее, но и монтируемые сбоку ультразвуковые излучатели с перемешиванием/колебаниями также в значительной степени превосходят предыдущую ультразвуковую установку компании для предварительной очистки. Бэлстер сравнивает снижение уровня загрязнений в моющих средствах и в ваннах с раствором для финишной очистки, требующих затрат на приобретение и применение.

Снижение загрязнений означает, что очищающие растворы служат дольше. В то время, как данные все еще собираются и обрабатываются, предварительные цифры показывают, что очищающая жидкость для окончательной обработки служит почти вдвое дольше, обеспечивая дополнительную экономию затрат и сокращая срок окупаемости установки UltraSonic LLC. По оценкам Бэлстера, очистка выполняется на 300 - 400 процентов лучше и занимает треть времени.

КАК РАБОТАЕТ УЛЬТРАЗВУК

Ультразвуковая очистка - это технология очистки прецизионных деталей, в которой для удаления загрязнений с деталей используются звуковые волны высокой частоты. Мельчайшие пузырьки образуются из волн переменного давления, генерируемых преобразователями высокой энергии.

Энергия передается и сохраняется в этих пузырьках. Когда пузырьки соприкасаются с деталями во время очистки, они лопаются, освобождая накопленную энергию и создавая микрострую со своего рода скрабирующим действием, благодаря которому загрязнения удаляются с деталей. Затем грязь, масло и другие снятые загрязнения оседают на дне резервуара.

Рисунок 3. Боковое размещение преобразователей способствует сокращению эффекта "мертвых зон". Благодаря V-образной форме днища грязь скапливается на дне, не вмешиваясь в путь волны.

 

Рисунок 3. Боковое размещение преобразователей способствует сокращению эффекта "мертвых зон". Благодаря V-образной форме днища грязь скапливается на дне, не вмешиваясь в путь волны.

Процесс образования и разрушения/схлопывания этих мельчайших пузырьков называется кавитацией и является характерным для всех ультразвуковых очистителей. Уникальность технологии UltraSonic LLC заключается в размещении преобразователей по бокам резервуара, а не снизу. Монтируемые по бокам преобразователи обеспечивают равномерную очистку сверху донизу без "мертвых зон". Благодаря V-образной форме днища грязь скапливается на дне, не вмешиваясь в путь волны преобразователя, что упрощает очистку.

В системе Tru-Edge используется основная ванна на 90 л (24 галлона), сливной резервуар на 22 л (6 галлонов), рабочая глубина 35 см (14 дюймов). Вместимость стола 45 кг (100 фунтов) - это более, чем достаточно для очистки партий инструментов и деталей различных размеров. Работающую от 120 В и потребляющую всего 18 А систему можно легко подключить к существующей электрической системе.

Благодаря компактным размерам Д х Ш х В - 114 х 72,4 х 83,8 см (45" Д х 28,5" Ш х 33" В) установка легко размещается в цехе и занимает не большую площадь. Цифровая сенсорная система управления предназначена для удобной работы с автоматическим ультразвуковым циклом, циклами перемешивания и фильтрации. Функция 7-дневного нагрева и вспомогательный таймер позволяют при необходимости программировать систему в соответствии с производственными требованиями.

ВСЕ НА СВОЕМ МЕСТЕ

Технология ультразвуковой очистки и кавитация, которая и является ключевым фактором ее успеха, существовали в течение десятилетий. Однако, Бэлстер и его команда Tru-Edge обнаружили, что для разных конструкций установки характерны свои собственные уникальные особенности. Компания Tru-Edge пожинает плоды терпения и усердия в поисках лучшей системы для предварительной очистки.

Установка UltraSonic LLC удаляет больше масел и загрязнений, чем когда-либо ранее, и снимает эту нагрузку с дорогостоящего вакуумного ультразвукового очистителя с подогревом. Кроме того, сокращение продолжительности цикла в установке для предварительной очистки и в аппарате окончательной очистки способствовало сокращению длительности цикла в цехе нанесения покрытий, дополнительно оптимизировав процессы.

Благодаря этим установкам мы удаляем гораздо больше отложений, и наш более дорогой ультразвуковой очиститель может лучше выполнять свои задачи”, - сказал Бэлстер. “В результате совместной работы этих установок мы выпускаем изделия высшего класса за меньшее количество времени”.

Существенное снижение времени цикла и повышение эффективности очистки позволяет предприятию с большой загрузкой поддерживать высокий уровень производства и обеспечивать стандарты качества без потери прибыли. Очевидно, что технология очистки в компании Tru-Edge вышла на новый уровень.