, .

CAD / CAM / CAE - софтуерни решения и технологии.

.

АБОНИРАЙТЕ СЕ

Бюлетин

Абонамент за е-бюлетин




Анкета

Как да изглежда форума в частта, касаеща софтуера?
1. Да се раздели по категории - CAD, CAM, CAE
2. Да не се променя
3. Друго - отправете предложения

С помощта на ултразвука

 

Как да намалим разходите в Инструменталната екипировка?

Ултразувка идва на помощ

 

Jeff Hancock

 

  Част 1.

Влизайки в голяма част от помещенията за инструменти днес ще видите хора, които работят усилено. В повечето случаи, това са един или повече квалифицирани работници с парцал и спрей за почистване, забърсващи матричните компоненти. Не е кой знае какво, това е само задача за почистване на инструментите преди инспекцията, ремонта и повторно сглобяване. Инструменталчикът премахва старата грес, остъргва остатъците и ръждата от матричната база. Ако това не е достатъчно, малък абразивен тампон се погрижва за останалото. А що се отнася до изхвъргачите махаме накрайниците и всичко останало и ги остъргваме.
Друго нещо, което трябва да се знае е, че квалифицираният работник вероятно е прекарал по-голямата част от деня в почистване на компонентите и сега те са лъскави и блестящи. Въпреки това, ако се взрете в отвори, те не са чак толкова чисти, колкото би му се искало. Почти е невъзможно да се проникне в тези малки дупки и да се почистят - да не говорим за досадата и скуката – а инструменталчикът има главоболие от вдишването на разтворителя във въздуха (Забележка: има максимално допустими нива на съдържание на разтворител във въздуха).
Всеки би помислил, че днес, би трябвало да има по-добър начин, и има. Метод, който драстично намалява ръчния, монотонен труд, който почиства не само лесните за достъп повърхности, но прави фините и дълбоки отвори да изглеждат полирани, и който е напълно безвреден по отношение на чувствителните инструментални повърхности и ръбове - дори и тези с носещи покрития.

 


Дефинирани ултразвукове
Методът, споменат по-горе, включва ултразвукови почистващи технологии. Ако просто си купите един ултразвуков почистващ резервоар/контейнер с нагласата, че всички са еднакви и го поставите на мястото на инструменталчика, това автоматично ще ви върне там, откъдето започнахме - разтворител, парцали и абразиви.
 
И така, какво е ултразвуково почистващо устройство? Автоматичен резервоар, който има излъчваща диафрагма - обикновено на дъното на резервоара, странично на него или сглобена единица, поставена вътре в резервоара. Тази диафрагма вибрира с ултразвукова честота - обикновено от 20000 до 40000 цикъла в секунда, което предизвиква положителни и отрицателни силови (или звукови) вълни. Те се изпращат чрез почистващия механизъм към резервоара. Чувайки за: "ултразвуково почистване," някой би помислил, че става дума за звукови вълни, които осигуряват почистването. Всъщност, интензивността и сложността на почистване се дължат на милиони микроскопични мехурчета, които са резултат от натиска на вълните, предизвикани от ултразвуковите вибрации, излъчващи се от диафрагмата (или резервоарната стена).
Този процес е известен като кавитация. Най-удивителното нещо е, че при правилно захранван резервоар, тези мехурчета се получават навсякъде и са без посока. Така чрез поставяне инструментите в „банята”, всичките им повърхности са почистени, независимо от тяхната връзка с ултразвуковата диафрагма – при условие, че почистващият разтвор е в контакт с детайла. Освен това (и това е важно), вълните реално преминават през стоманата и следователно могат да възбудят вътрешните кухини, точно като водни линии.

 


Както споменахме по-рано, ултразвуковото почистване на матрици и компоненти изисква подбор на правилния процес. Можете да имате най-добрата ултразвукова система за почистване на света, но я използвате с неподходящия детергент, тогава резултатите ще бъдат разочароващи. Когато става въпрос за почистване на матрици, използването на подходяща температура е толкова важно, колкото и самото оборудване.
Успешният процес на ултразвуково почистване се състои от три основни елемента:
1. Ултразвуково почистващо оборудване, с подходящите размери и енергия за конкретното приложение.
2. Детергенти, подходящи за премахване на замърсителите; матричният материал се почиства и работи добре в ултразвукова вана.
3. Подходяща работна температура (180°F се използва често за почистване на матрични форми).
Ако някой от горепосочените елементи не е на лице, процесът може да не протече по желания начин, както отново ще бъде необходимо ръчно почистване.
 
Колко време може да спести правилното ултразвуково почистване? Средно, вземете времето за производство на дадено средство и го разделете на две. Представете си разглобявате на една матрица, товарите всички блокове, ядра и пинове в цистерните за ултразвуково почистване - връщате се след 20 минути (след като сте свършили нещо полезно), изплаквате го набързо и отстранявате остатъчната влага със сгъстен въздух. Колко време би отнело това в случай, че се прави на ръка? Най-вероятно часове, ако не и дни ... да не говорим, че инструментите са толкова чисти, все едно не са докосвани от човешка ръка.
Като цяло, при инструментите с повече отвори ще спестите дори повече време. Помислете, че по-голямата част от времето за производство отива в почистване - да кажем 70%. Едно ултразвуково почистване не би спестило цялото това време, ще се отделя време за товарене на компонентите в коша, товарене коша в резервоара и т.н. Но дори ако с това сме спестили само 70% от времето, крайният резултат ще е просто 50% спестено време (70% от 70% = 49%).
На пазара се предлага разнообразие от ултразвукови контейнери и системи, вариращи от малки настолни модели до големи, напълно автоматизирани многоетапни системи. Закупуването на контейнер или система е важно решение и има много фактори, които трябва да се вземат под внимание. Някои от по-важните неща, които трябва да се обмислят, са:
1. Дизайн и качество на оборудването;
2. Размер на контейнера: Размер и количеството на инструменталната екипировка, която ще бъде почиствана;
3. Почистващите решения и инхибиторите за ръжда;
4. Оформление на системния процес;
5. Обосновка / Бюджет.
 


1. Проектиране на оборудване и качество


Инструменталното ултразвуково почистване е едно от най-взискателните приложения за ултразвуково почистване. Имаме нужда от тежки съоръжения, които могат да издържат на високо натоварване. Работните температури са високи (180 ° F), натоварванията са тежки (при абсорбиране на ултразвукова енергия), почистващите решения, даващи най-добри резултати обикновено са с алкален химичен характер, а ултразвуковите цикли са в пъти по-дълги, отколкото при стандартните приложения (обикновено от 10 до 30 минути за разлика от времето при стандартните приложения, което е от 1 до 5 минути).


Ултразвукови преобразуватели


Поради тези причини е важно да се разбере, че съществуват два различни вида ултразвукови преобразуватели, използвани за контейнерите за ултразвуково почистване: електромагнитни и пиезоелектрични. Преобразувателите са в основата на ултразвуковото почистване и база за проектиране на контейнера. И двата вида преобразуватели работят на еднакъв принцип – вибрираща в контейнера стена на ултразвукова честота - но са напълно различни по отношение на дизайн и издръжливост.
Повечето производители използват пиезоелектрични преобразуватели за системите си. Те са евтини за производство, евтини за закупуване, леки и могат да бъдат прикачени към контейнера. Тъй като са леки, се прикачват към тънка контейнерна диафрагма.
Пиезоелектричните системи имат следните проблеми в дългосрочен план, когато става въпрос за тежки приложения, като почистване на инструменти:
• податливост на кавитационна ерозия – стената на контейнера, където са прикачени преобразуватели (може да се случи така, че да бъде шест месеца или дори две години в агресивна среда и да няма гаранция от страна на производителя).
• повреждане на изхода на пиезоелектричния преобразувател, което намалява ефективността на почистване с течение на времето.
• откъсване от резервоара поради отлепване.
• невъзможност да работи при по-високи температури (обикновено препоръчителната максимална температура за пиезоелектрична почистваща системата е 160°F) – колкото по-висока е работната температурата, толкова по-бързо се поврежда пиезоелектричния преобразувател.
Другият вид преобразуватели са електромагнитни, изработени от чиста никелова сплав и използващи свойството на материала (магнетизъм) да предизвиква вибрации върху стената на контейнера. Въпреки, че тази технология е по-скъпа от гледна точка на производство, тя предлага следните предимства при работа в тежка среда:
• постоянна ефективност през цялото време, тъй като магнитните свойства на никел са постоянни; това е част от химичната структура на материала.
• възможността за работа при високи температури (180°F - 200°F) за продължителни периоди без влошаване качествата на материала или ефективността на почистване.


Освен това, съществуват редица методи за монтаж и прикачване на магнитни преобразуватели. Единият е с плоски никелови ламинати, оформени в стек (наподобяващи малък трансформатор), който е известен като zero-spaced. Другият метод използва велпапе ламинати, така че когато се оформи стека, той напомня медена пита, гледана отстрани.
Zero-spaced методът използва повече никел (което го оскъпява), но дава възможност за няколко допълнителни предимства:
• В zero-spaced стека е запоен със сребро директно върху излъчващата предна част, което придава твърдост на всички тези метали, а това пък подобрява енергийния пренос
zero-spaced стека е с много по-голяма маса, което предизвиква по-силен натиск на вълната в контейнера; това от своя страна осигурява по-добро почистване и по-малка чувствителност от гледна точка на натоварване.
• Тъй като масата е по-голяма, излъчващата диафрагмата, на която са запоени преобразувателите е много по-дебела, което елиминира рутинния проблем с кавитационната ерозия.


Резюме


Правилното изпълнение на процеса на ултразвуково почистване може да доведе до значителни ползи в резултат на намаляването на цената на труда и потребителските разходи, подобряване на ефективността на формоване с по-чисти инструменти, както и подобряване на безопасността, тъй като намалява опасността от експозиция на опасни разтворители и монотонността на ръчното почистване. Следващият месец ще разгледаме детайлно процесът на ултразвуково почистване, ще дискутираме почистващите препарати, както и процесът на планирането и възвращаемостта на такава инвестиция.