Промышленная очистка деталей вакуумной технологией на примере установки Amsonic 4100

8 Апреля 2014

Промышленная очистка деталей вакуумной технологией на примере установки Amsonic 4100

В современном мире высокотехнологичного производства все еще остаются производители деталей, которые уделяют внимание лишь обновлению парка оборудования по механической обработке, оставляя без внимания такой важный технологический процесс, как очистка деталей от промышленных загрязнений после изготовления или между технологическим операциями.

На некоторых производствах в России до сих пор можно встретить в одном цехе ультрасовременные токарные или фрезерные станки с ЧПУ и примитивные ванны с ручной очисткой, в которых применяются вредные и пожароопасные растворители, такие как бензин, керосин, ацетон и толуол.

В этой статье мы расскажем о высокоэффективном методе очистки деталей с использованием вакуумных технологий на примере установки компании Amsonic модели 4100.

Современные мировые тенденции в повышении эффективности производства, снижении себестоимости продукции, уходе от использования вредных веществ, а также требования к чистоте поверхностей деталей, подталкивают производителей к модернизации технологии очистки. Очень часто совершенствование участка очистки сфокусировано только на цене оборудования или на замене отмывочных жидкостей, что приводит к появлению новых проблем: недостаточная чистота детали, высокий расход отмывочной жидкости, проблемы с очисткой деталей сложной конфигурации, необходимость утилизации отработанной жидкости. Правильный подбор оборудования и жидкости гарантирует производителю получение максимального результата качества очистки деталей сложной формы, таких как форсунки, детали авиационных двигателей, высокоточные детали гироскопов, медицинские имплантаты, штифты, детали датчиков давления, детали оптики и др.

vacuum1.jpg

Почему так важно уделять внимание процессу очистки деталей? Ведь незначительное количество загрязняющих частиц на поверхности детали, на первый взгляд, не может быть существенной проблемой. На практике это не совсем так. Остаточные загрязнения на поверхности изделий приводят не только к изменению технических характеристик оборудования (например, газоаналитических приборов, деталей впрыска топлива и т. д.), но и к увеличению объёма брака продукции (при нанесении PVD и CVD покрытий). Нельзя упускать из виду межоперационную очистку отдельных деталей или узлов. Если недостаточно очищенная деталь является частью сложного изделия, цена ошибки увеличивается многократно.

На сегодняшний день на предприятиях России используются в основном две технологии очистки деталей от загрязнений. Рассмотрим их подробнее.

  1. Очистка деталей с использованием ультразвука. Это наиболее распространенный метод, принцип действия которого основан на кавитационных пузырьках, образованных в отмывочной жидкости ультразвуком. Разрушаясь, пузырьки создают некое подобие ударной волны, которая способна воздействовать на малые частицы загрязнений, разрывать и отделять их от поверхности очищаемого изделия. Но, несмотря на простоту оборудования и кажущуюся универсальность в применении, данная технология имеет существенный недостаток: зачастую кавитационный эффект не может быть применим для деталей сложной конфигурации (детали турбин, лопатки авиационных двигателей, форсунки и т.д.) из-за низкой проникающей способности пузырьков. Таким образом подобная технология применима лишь в тех случаях, когда поверхность открытая или детали имеют сквозные отверстия большого диаметра. А задачи по очистке прецизионных металлических деталей сложной геометрии и конфигурации такому методу агитационного воздействия без сочетания с другими технологиями «не по зубам».
  2. Струйная очистка деталей. Струйные моечные машины являются более сложными системами по сравнению с ультразвуковыми. Принцип действия основан на разнонаправленном распылении струй отмывочной жидкости на детали, помещенные в корзину. Корзина может вращаться в нескольких плоскостях, если это предусмотрено техпроцессом. Одно из преимуществ данного метода состоит в том, что в одной камере может быть реализовано несколько этапов очистки, включая ополаскивание и сушку. Однако и при струйной очистке деталей со сложной геометрией результат может быть труднопрогнозируемым вследствие «теневого» эффекта.

В случаях, когда необходимо удалить сложные загрязнения из труднодоступных мест и обеспечить высокую чистоту поверхности детали, методы ультразвуковой и струйной очистки не всегда могут обеспечить требуемый результат.

vacuum2.jpg

Результативной альтернативой в решении этого вопроса становится высокоэффективная технология прецизионной очистки деталей в вакууме. На сегодняшний день это одна из самых передовых и безопасных технологий. Процесс очистки деталей от загрязнений происходит в несколько этапов:

  1. Очистка изделий и компонентов происходит в закрытой камере под высоким вакуумом с применением ультразвука или активного перемешивания отмывочной жидкости. Вакуум необходим для повышения эффективности ультразвука и безопасности работы жидкости при высоких температурах. Дополнительно камера очистки может быть оснащена системой форсунок. Струи в объеме жидкости позволяют увеличить эффективность процесса очистки.
  2. Окончательная стадия ополаскивания происходит в паровой фазе отмывочной жидкости, что позволяет достигать максимальных результатов чистоты поверхности перед сушкой.
  3. Процесс сушки деталей реализован в оборудовании также с использованием вакуума. Это позволяет удалять отмывочную жидкость из труднодоступных мест деталей и снизить время этой технологической операции до минимальных показателей (время сушки 1-3 минуты).

Схема технологического процесса очистки деталей в вакууме

vacuum-cleaning-scheme.jpg

Технология очистки включает в себя процесс регенерации жидкости и реализуется с помощью встроенного дистиллятора. Дистиллятор служит для непрерывной очистки отмывочной жидкости и подачи насыщенных паров в камеру очистки во время процесса обезжиривания. Процессы дистилляции и регенерации позволяют сократить расход жидкости до минимальных значений (50-200 литров в год).

Технологию вакуумной очистки деталей от промышленных загрязнений одной из первых реализовала швейцарская компания Amsonic. Сегодня это ведущий мировой производитель оборудования для эффективной очистки в различных областях промышленности.

Модель

Amsonic 4100

Вид

amsonic4100.jpg

Габариты (ширина × глубина × высота)

2,7 × 1,45 × 2,05 м

Размеры корзины (длина × ширина × высота)

520 × 320 × 200 мм

Макс. вес одной загрузки

50 кг

Производительность

4 – 10 корзин/ч

Движение корзины

Вращение (5-30 об/мин)

Электричество

400/230 В, 50 Гц, 32кВт

Сжатый воздух

6 – 10 бар

Промывочная жидкость

Zestron VD / 85 л

Перегонная мощность

75 л/ч

Установка Amsonic 4100 является примером использования технологии очистки деталей в вакууме. Оборудование представляет собой высокопроизводительную, компактную, однокамерную систему с применением современных растворителей без содержания хлора. В Amsonic 4100 реализована многоступенчатая технология очистки в вакууме: ополаскивание, очистка, обезжиривание, сушка. Камера очистки может быть оборудована различными корзинами, как стандартного, так и индивидуального исполнения. Программа очистки выбирается с учетом типа загрязнений, конфигурации деталей и требований заказчика к степени чистоты. Преимуществами данной установки являются ее компактность и замкнутость системы. Отмывочная жидкость в процессе дистилляции непрерывно обновляется, что гарантирует постоянное высокое качество очистки.

Amsonic 4100 обладает уникальной системой отслеживания параметров технологического процесса, учета и хранения данных. Управление системой осуществляется с помощью удобного компьютера, включающего более 50 программ очистки и 15 программ технического обслуживания. Программное обеспечение дает возможность оператору легко и быстро выбрать процессы очистки, способы перемещений корзины и операции технического обслуживания.

Следует отметить, что в технологическом процессе очистки прецизионных деталей от загрязнений также важно использовать правильно подобранную отмывочную жидкость, так как ее характеристики оказывают определяющее влияние на конечный результат.

Характерным примером успешного производителя отмывочных жидкостей, предназначенных для промышленной очистки деталей от загрязнений, является немецкая компания ZESTRON. Отмывочные жидкости под брендами Vigon, Zestron, Atron широко известны во всем мире и успешно применяются ведущими отраслевыми предприятиями.

vacuum3.jpg
Продуктовая линейка компании ZESTRON содержит широкий спектр отмывочных жидкостей для очистки промышленных загрязнений. В зависимости от технологии, видов загрязнений, особенностей деталей или типа оборудования используют, как правило, водорастворимые жидкости или жидкости на основе модифицированных спиртов.

Жидкости на водной основе работают по запатентованной технологии очистки MPC (Micro Phase Cleaning). Суть технологии заключается в том, что активные компоненты – микрофазы, эффективно удаляют частицы загрязнений с поверхности очищаемого изделия, которые не растворяются полностью в воде, поэтому могу быть легко удалены из раствора путем фильтрации или снятия с поверхности рабочей ванны.

vacuum4.jpg

Жидкости на основе модифицированных спиртов обладают большей эффективностью. Это достигается за счет высокой проникающей способности, экономичности, минимального времени очистки, способности растворять большинство промышленных загрязнений, таких как СОЖ, шлифовальные пасты, органические лаки, оксиды и т.д. Эти свойства позволяют считать такие жидкости идеальной заменой устаревшим и опасным хлорсодержащим растворителям.

vacuum5.jpg

Будучи передовым разработчиком отмывочных жидкостей, компания ZESTRON предлагает средство на основе модифицированных спиртов для удаления различных загрязнений с поверхности – ZESTRON VD. Специальный состав отмывочной жидкости не оказывает негативного воздействия на очищаемую поверхность и совместим с большинством материалов (металлы и сплавы, керамика, фарфор, оптика). ZESTRON VD удаляет органические остатки так же эффективно, как и обычный растворитель, но наравне с этим удаляет полярные загрязнения, такие как кислоты и соли. Отсутствие кислорода в процессе очистки позволяет безопасно работать жидкости выше своей температуры вспышки, обеспечивая максимальную эффективность процесса. Пары отмывочной жидкости ZESTRON VD конденсируются в специальных устройствах регенерации установки Amsonic 4100, что существенно снижает расходы на закупку моющих средств.


Технические характеристики Zestron VD

Плотность

(г/см3) при 20°C/68°F

0,88

Поверхностное натяжение

(мН/м) при 25°C/77°F

26,3

Температура кипения

°C/°F

170 – 175 / 338 – 347

Температура вспышки

°C/°F

62 / 144

pH

10 г/л H2O

Нейтральный

Давление паров

(мбар) при 20°C/68°F

1

Температура очистки

°C/°F

40 – 45 / 104 - 113

Растворимость

Не растворяется

Рабочая концентрация

%

100

Очищаемые загрязнения:

  • Остатки флюсов
  • СОЖ
  • Масла для консервации
  • Охлаждающие масла
  • Силиконовая смазка
  • Смола / воск
  • Связующие вещества
  • Шлифовальная, доводочная и полировочная паста

Подводя итоги, можно выделить три ключевых технологии очистки деталей от промышленных загрязнений: очистка в ультразвуке, струйная очистка и комбинированная очистка в вакууме. Технология очистки деталей в установках с использованием ультразвука является самой простой и распространенной, но далеко не самой эффективной. Особое внимание в этом процессе следует уделять выбору отмывочной жидкости, т.к. от этого напрямую зависит ее расход и качество очистки. Струйные моечные машины позволяют совместить несколько этапов очистки в одной камере. И в первом, и во втором случае могут возникнуть трудности с очисткой деталей со сложной геометрией поверхности. Поэтому технологию очистки с использованием вакуума на сегодняшний момент можно считать самой совершенной и эффективной технологией промышленной очистки, так как в ней реализованы все преимущества ультразвуковой и струйной технологии. Применение систем вакуумной очистки деталей позволяет производителю получать следующие преимущества:

  • Высокая степень очистки деталей сложной конфигурации и геометрии;
  • Минимальное время процесса очистки составляет 6 минут;
  • Безопасная и нетоксичная технология;
  • Процесс очистки происходит полностью в вакуумной среде, что увеличивает эффективность очистки, ополаскивания и сушки;
  • Низкий расход отмывочной жидкости за счет замкнутой системы циркуляции и регенерации: 50–200 литров в год;
  • Контролируемый и полностью повторяемый процесс очистки;
  • Уникальная система отслеживания параметров процесса очистки;
  • Отсутствие сброса отработанной жидкости в канализационную систему предприятия, что позволяет снизить расходы на организацию сточных вод и очистных сооружений.

Широкий спектр оборудования марки Amsonic и ассортимент отмывочных жидкостей Zestron позволяют решать практически любые, даже самые сложные задачи по очистке прецизионных деталей от промышленных загрязнений. В зависимости от типа загрязнений и отмываемого материала подбирается оптимальное сочетание оборудования и отмывочной жидкости. Большинство задач, связанных с промышленной очисткой, может быть решено с помощью описанной выше технологии вакуумной очистки, реализуемой установкой Amsonic 4100 и отмывочной жидкостью Zestron VD.

Официальным представителем компаний Amsonic и Zestron в России является Группа компаний Остек. Сотрудники Предприятия готовы подобрать максимально эффективную технологию очистки с учётом индивидуальных требований заказчика. В процессе подбора оптимального решения мы проводим серию испытаний на качество отмывки на изделиях заказчика в лабораториях наших партнёров в Европе. По результатам испытаний составляется технический отчет на русском языке с указанием рекомендуемого оборудования и жидкости. Также в отчете указываются параметры технологического процесса, которые позволят достичь требуемого результата.