Technologie des ultrasons. Swiss Quality

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1 Technologie des ultrasons Swiss Quality

2 Préface 3 La pureté par la recherche Bases scientifiques du nettoyage aux ultrasons 7 Nettoyage aux ultrasons 9 Composants du nettoyage aux ultrasons 11 Généralités concernant l'utilisation des 14 bains de nettoyage aux ultrasons Technologie des ultrasons à fréquence DUAL et MIX 16 La pureté avec la technologie : Systèmes d'ultrasons KKS Émetteurs à ultrasons haute performance 19 Générateurs d'ultrasons haute performance 20 La vision de la pureté La pureté bat dans le cœur de la Suisse depuis 1982 avec KKS un épicentre du nettoyage aux ultrasons est né ici. Ce qui nous guide, ce sont la motivation et la force d'innovation. De même que le savoir technologique et la maîtrise de notre métier. Mais surtout, c'est notre capacité à percevoir les vibrations. Cela signifie : Nous écoutons nos clients. Nous nous occupons de leurs besoins, et nous étudions leurs applications. Nous considérons que c'est notre mission de créer pour nos clients, des solutions à la pointe de la technologie pour les processus de nettoyage aux ultrasons et de traitement des surfaces. Ainsi, nous assurons plus de performances, de rentabilité et de flexibilité. Et nous créons une plus-value importante pour nos clients. Avec vous, nous voulons réussir en tant que spécialiste international reconnu dans ce marché de niche, et contribuer d'une manière efficace à votre productivité. KKS propose une gamme complète de composants à ultrasons pour la vente de pièces et de pièces de rechange. Nous les utilisons aussi dans nos systèmes à ultrasons, ainsi que sur les installations standard et spécifiques aux clients, et nous garantissons ainsi la meilleure qualité. Les entreprises leaders de différents secteurs industriels nous ont choisi comme partenaires technologiques, grâce aux qualités de nos systèmes, telles qu'une longue durée de vie et un rendement maximum. Les technologies de fréquence SINGLE, DUAL et MIX de KKS, associées à nos solutions de nettoyage, font du nettoyage aux ultrasons, une méthode efficace et en même temps respectueuse de l'environnement, capable de nettoyer proprement les produits de toutes sortes. Nous vous donnons un petit aperçu de cette pureté dans les pages suivantes. Si vous avez d'autres questions sur nos produits et nos prestations de service, nous sommes à votre disposition. Systèmes vibrants à ultrasons haute performance 23 Autres informations sur :

3 La technologie des ultrasons en général 5 La pureté par les ultrasons Le nettoyage aux ultrasons est un procédé très efficace et doux pour nettoyer efficacement les matières de toutes sortes, ainsi que les surfaces poreuses, à pores ouverts et à structure fine, et les géométries les plus compliquées en un temps record, sans travail manuel complémentaire et sans dommages. La gamme d'utilisation va des plus petits composants de la microélectronique et de l'optique, en passant par les implants médicaux, jusqu'aux pièces volumineuses de l'industrie automobile. Les ultrasons et le nettoyage aux ultrasons une gamme d'utilisation variée Technique médicale / Industrie pharmaceutique Mécanique de précision / Industrie horlogère Technique du vide Technique de revêtement Nettoyage des moules Traitement de l'eau Industrie aéronautique et spatiale Industrie alimentaire Optique Electronique Une bonne rentabilité Nos clients peuvent compter depuis des décennies sur les propriétés connues des solutions de système KKS telles que Performance maximale Sécurité de fonctionnement Longue durée de vie Rentabilité le résultat de notre philosophie de qualité, sans compromis. L'effet original des ultrasons est basé sur le phénomène physique de la cavitation. Dans les fluides liquides, les ondes de plus de 1 W/cm 2 produisent de petites bulles sous pression microscopiques (des cavités), qui vont imploser. Ce processus apparaît de préférence sur les surfaces de contact limites entre le liquide et la pièce nettoyée, produit des pressions élevées et des turbulences importantes, et dégage des énergies puissantes. Avec ces «jets» ainsi que les impulsions d'aspiration et de pression produits, la surface des pièces est nettoyée efficacement.

4 Technologie du nettoyage aux ultrasons 7 La pureté par la recherche Une grande flexibilité Tous les appareils à ultrason de KKS peuvent être équipés suivant les besoins et les exigences avec une technologie de fréquence SINGLE, DUAL et MIX. SINGLE : DUAL / MIX : 27 / 30 / 40 / 60 / 80 / 100 khz 27 & 80 khz / 30& 60 khz / 40 & 100 khz Une grande puissance Les générateurs KKS, conçus pour l'utilisation industrielle avec des puissances allant jusqu'à 2000 watts, se caractérisent par une puissance maximale, dans un encombrement minimum. Bases scientifiques du nettoyage aux ultrasons Son Définition : Diffusion des plus petites variations de pression et de densité dans un fluide élastique (gaz, liquide, solide). Propriétés : En physique, le terme «son» regroupe tous les signaux que l'oreille humaine ou animale peut percevoir ou détecter acoustiquement. Le son est une onde mécanique, et lié ainsi à un fluide de transmission, dans lequel il est prolongé par des variations de pression et de densité. Il peut se diffuser dans des gaz, des liquides et des solides à des vitesses tout à fait différentes, qui sont en plus influencées par la température et la pression extérieure. Dans les gaz et les liquides, le son se propage par des ondes longitudinales, dans les solides, il existe aussi en plus des ondes transversales. Unité : Le son est divisé en fréquences, qui sont indiquées en Hertz [Hz]. Un Hertz correspond à une vibration par seconde (1/sec). Ultrasons Définition : Ondes dans une plage de fréquence de 20 khz à 1 GHz, donc en dehors de la plage audible par l'homme. Propriétés : Les ondes des ultrasons sont nettement plus concentrées en énergie, c.-à-d. «plus bruyantes» que le son audible. Suivant la nature d'un obstacle, elles se réfléchissent sur celui-ci, sont absorbées, diffusées ou le traversent (transmission). Comme avec toutes les autres ondes, il y a aussi des effets de réfraction, de diffraction et d'interférence. Dans la technique des ultrasons, on fait la différence entre : Les utilisations à faibles signaux (test des matériaux, technique médicale, diagnostic) avec des puissances inférieures à 1 W/cm² et des fréquences supérieures à 100 khz Les utilisations à ultrasons grande puissance comme dans le nettoyage aux ultrasons avec des puissances supérieures à 1 W/cm² et des fréquences le plus souvent inférieures à 100 khz Dans l'acoustique, on distingue les plages de fréquence suivantes : 0 Hz à 20 Hz Infrason 16 Hz à 20 khz Son audible 20 khz à 1 GHz Ultrason à partir de 1 GHz Hyperson 1 Hertz = 1 vibration par seconde Les ultrasons dans les liquides Les liquides sont maintenus par des forces de cohésion, qui agissent entre les différents atomes et molécules à l'intérieur de la matière, et déterminent ainsi la résistance à la traction du liquide. La pression sonore entraîne des modifications permanentes de la densité et de la pression dans le fluide («compression» et «expansion»). Pendant la «phase de dépression» de la vibration, il y a une sous-pression relative (expansion). Le liquide peut se rompre à cause de la formation d'une cavité en forme de bulle (un «vide transitoire»), il s'évapore immédiatement sur la surface limite de la cavité, et la cavité se remplit de vapeur de liquide. Pendant la «phase de compression», la vapeur se condense à nouveau. Ainsi, cela donne une bulle de vapeur oscillante (bulle de cavitation). Déjà à partir d'une intensité d'ultrason d'env. 1 W/cm², les forces de traction sont supérieures aux forces de liaison du liquide, qui sont d'env N/cm². A cause des impuretés (particules de poussières insolvables, traces de gaz ce que l'on appelle des germes de cavitation), les liquides se rompent le plus souvent déjà à env. 10 N/cm², et entraîne l'effet de cavitation. Compression / Expansion Pression sonore élevée, compression Phase de dépression, décompression

5 8 Technologie du nettoyage aux ultrasons Technologie du nettoyage aux ultrasons 9 Dans le cas idéal, les petites bulles de cavitation oscil- En général, il y a trois niveaux de nettoyage Nettoyage aux ultrasons lantes sont remplies uniquement de vapeur d'eau. En réalité, on trouve aussi des petites bulles de gaz. Cellesci sont toujours produites par ex. lors du remplissage du bain de nettoyage. Les petites bulles de gaz altèrent le comportement des bulles de cavitation, il faut donc dégazer le liquide de nettoyage avant l'utilisation. Nettoyage grossier Basse fréquence 27 khz Forces d'implosion importantes Nettoyage fin Fréquence moyenne 40 khz Forces d'implosion moyennes Nettoyage de précision Haute fréquence 80 khz Forces d'implosion minimes Cavitation et micro-jets La cavitation est la cause principale du nettoyage. Lorsqu'une bulle de cavitation éclate à une limite de phase, cela produit un courant de liquide orienté («voir illustration ci-dessous»), qui heurte avec une vitesse d'environ 400 km/h la pièce nettoyée. En plus, il Fréquence sonore La fréquence sonore joue un rôle particulier : Avec des basses fréquences, il y a de grosses bulles de cavitation, dont l'implosion déclenche des ondes de choc avec une force élevée. Par contre, avec des fréquences élevées, le rayon des bulles est plus petit, et ainsi les forces d'im- Effet de cavitation y a des pics de pression locaux allant jusqu'à 1000 plosions plus faibles. C'est pourquoi les impuretés tenaces Pendant la phase de décompression du champ d'ondes, bars, et des températures atteignant jusqu'à 5500º C. s'enlèvent le plus efficacement avec de basses fré- le rayon de la bulle de cavitation augmente au cours Les particules d'impuretés sont chassées par le micro-jet, quences d'ultrasons. Avec des matériaux sensibles, il peut de quelques cycles de vibrations. Chaque bulle absorbe Liquide et vont dans le liquide nettoyant. Les micro-courants y avoir des altérations dues à la cavitation sur les sur- beaucoup d'énergie du champ d'ondes. Lorsque suffi- acoustiques causés par les oscillations et l'éclatement des faces. Mais des fréquences d'ultrasons plus élevées samment d'énergie d'ultrasons est fournie, la bulle de Pièces nettoyées bulles de cavitation favorisent l'évacuation des impure- peuvent aussi être efficaces, car les vitesses du cou- cavitation ne peut plus osciller en restant stable, elle tés de la surface des pièces. Surtout les petits interstices rant sont plus élevées, ainsi les petites particules moins éclate soudain au début d'une phase de compression (une problématiques et difficilement accessibles (structures tenaces peuvent être enlevées d'une manière efficace. «cavitation transitoire») en l'espace de nanosecondes, et rend l'énergie au liquide environnant. Cela crée des ondes de choc, des turbulences et des courants impor- Bulles de cavitation (le rayon augmente avec la décompression) Implosion des bulles de cavitation poreuses ou à pores ouverts, trous percés, contre-dépouilles etc.) sont atteints ainsi sans problèmes. L'efficacité de la cavitation dépend de paramètres, tels que tants, qui sont mille fois plus forts que ceux du champ la pression extérieure, la température, la viscosité du d'ultrasons primaire. Ce sont ces phénomènes qui liquide, la fréquence des ultrasons, ainsi que la puis- font que les particules d'impureté se décollent de la surface sance des ultrasons. des objets. Les implosions des bulles de cavitation se produisent principalement aux surfaces limites entre le liquide et les pièces nettoyées. Ce phénomène physique peut aussi avoir des conséquences négatives : Ainsi, Une technologie optimale KKS propose des solutions technologiques perfor- Effets acoustiques sur les surfaces sales p. ex. les hélices des bateaux, les turbines hydrauliques et les éléments des pompes sont également attaqués mantes pour tous les domaines d'utilisation. Micro-jet Basses fréquences pour les salissures grossières par la cavitation. Technologie Signification Fréquence SINGLE Le générateur fonctionne avec une fréquence. Pièces nettoyées Pièces nettoyées Pièces nettoyées Fréquence DUAL Le générateur peut fonctionner «Courant acoustique» «Cavitation stable» «Cavitation transitoire» Erosion /Décollement au choix avec deux fréquences. Fréquence MIX S'il y a dans une cuve à ultrasons, deux circuits oscillants avec deux Bulle qui éclate près d'une surface limite avec effet micro-jet Hautes fréquences pour les petits trous percés et les structures fines générateurs, il est possible de nettoyer simultanément avec deux Micro-jet fréquences dans le bain corres- pondant. Bulle oscillante Bulle qui éclate

6 10 Technologie du nettoyage aux ultrasons Technologie du nettoyage aux ultrasons 11 Le rayon de résonance des bulles de cavitation sous forme de fonction de la fréquence sonore Rayon de résonance des bulles (μm) Fréquence des ultrasons (khz) Le type de pièces nettoyées et la nature de leur surface sont aussi importants pour le nettoyage aux ultrasons autant que pour les autres techniques de nettoyage. En plus, il y a d'autres facteurs qui sont déterminants : Spécifique aux ultrasons : Utilisation de paniers adaptés, en ne surchargeant pas le bain avec trop de pièces, pour minimiser l'absorption des ultrasons. Liquide détergent : Adjonction d'additifs chimiques pour diminuer la tension de surface, afin d'assurer une transmission optimale de l'énergie des ultrasons. Composants du nettoyage aux ultrasons Génération des ultrasons Ces vibrations sont transmises par des éléments de Le principe du nettoyage aux ultrasons est basé sur couplage à une membrane en acier inoxydable. Par l'apport d'ondes avec un niveau d'énergie élevé, dans un la déformation de la surface de la membrane, le liquide fluide détergent, qui entoure complètement les pièces dans la cuve de nettoyage se met à vibrer, ce qui produit nettoyées. Les ultrasons sont générés par un convertisseur, piloté par un générateur, qui transforme la un champ d'ondes homogène. tension secteur en fréquence d'ultrasons et en tension de sortie correspondantes. Température : Normalement 40 C à 90 C, pour les Autres facteurs de nettoyage solutions alcalines aqueuses, neutres ou acides. Chaque Pour un nettoyage aux ultrasons efficace, il faut obser- liquide détergent a sa température optimale pour la ver encore une série d'autres paramètres. Ainsi, le transmission du son et la cavitation. Lorsque la tempé- bon choix de la durée du nettoyage, de la température, rature augmente, la viscosité et la densité diminuent, la de la composition chimique du détergent et la qualité pression de la vapeur augmente. de l'eau de rinçage sont essentiels pour obtenir de bons résultats. Un émetteur d'ultrasons comprend selon la puissance, un nombre différent d'éléments convertisseurs montés en parallèle. Cette association d'éléments H 2 O Surfaces Température Temps Nettoyeur Un procédé optimal KKS se concentre et prouve ses compétences dans trois secteurs d'activités principaux : transforme les vibrations électriques produites par le générateur, par des plaques céramiques piézoélectriques en vibrations mécaniques. Des composants optimaux Les composants haute performance adaptés aux ultrasons de KKS pour le nettoyage aqueux se distinguent par une série de caractéristiques : Compacts et puissants des modules à ultrasons individuels jusqu'à 2000 watts Ultrason Développement et production de composants adaptés aux ultrasons et générateurs de puissance Installations de nettoyage aux ultrasons d'un niveau technologique supérieur Détergents optimisés, adaptés aux ultrasons pour toutes les applications Une disponibilité maximale avec une sécurité contre les courts-circuits et le fonctionnement à vide Les meilleurs résultats de nettoyage modulation de fréquence automatique, optimisation de la fréquence et maintien de puissance constante Possibilité d'adaptation différentes fréquences d'ultrasons pour utilisations SINGLE, DUAL et MIX Nous exerçons toutes nos compétences au quoti- Communicants avec le module de commande dien, sous forme de prestations de service dans notre «AnyBus», il est possible d'intégrer facilement les propre centre de traitements de surfaces. générateurs KKS dans les commandes

7 12 Technologie du nettoyage aux ultrasons Technologie du nettoyage aux ultrasons 13 Constructions de transducteurs Détergent Installations de solvants Les constructions de convertisseurs d'ultrasons sont Comme l'eau seule est insuffisante pour le nettoyage Les installations aux solvants dégraissent très bien, divisées en deux catégories principales : aux ultrasons, il est systématiquement conseillé d'utili- mais ne peuvent être souvent utilisées que pour des Transducteurs de surface avec rayonnement direct ciblé Transducteurs à tige/tube avec rayonnement complet. ser des détergents (liquides détergents avec des additifs chimiques, en particulier des substances actives en contact de surface). Ceux-ci doivent être développés impuretés clairement définies et dans des conditions techniques bien précises. [m] Y-Distanz [m] [m] X-Distanz [m] [m] Schalldruckpegel [db] niveau de pression acoustique hoher pression Schalldruck accoustique élevée Champ Schallfeld acoustique avec 236 une mit grosser grande Reichweite portée Baisse starke radiale de la 212 pression Schalldruckabnahme tiefer pression Schalldruck acoustique basse niveau de pression Schalldruckpegel acoustique [db rel 1 µpa] Les transducteurs exercent une refraction de champs proche avec une grande portée homogène. Transducteurs de surface Par sa grande surface plane, une énergie d'ultrasons élevée est transmise unidirectionellement dans un bain. Cela donne un rayonnement ciblé. Avantages Fréquences DUAL (27 & 80 khz / 30 & 60 khz / 40 & 100 khz) Champ d'ondes homogène optimal dans la cuve de nettoyage Très bon rapport qualité-prix Meilleure qualité de nettoyage spécialement pour assurer un résultat optimal du nettoyage. Pour le nettoyage aux ultrasons, le choix du détergent est aussi important que la conception de l'équipement à ultrasons nécessaire (générateurs, émetteurs, fréquence de service etc.). Ce qui est déterminant, est la possibilité d'enlever ou d'attaquer chimiquement au mieux les impuretés ou le fluide qui lie les contaminations. Et cela, en attaquant le moins possible les pièces nettoyées. En plus, la matière des pièces nettoyées, ainsi que les typologies des impuretés sont déterminants pour le choix du liquide détergent. Il est systématiquement recommandé de faire des tests de nettoyage dans les laboratoires spécialisés pour contrôler les autres étapes du nettoyage, telles que le rinçage, le séchage etc. Les avantages du nettoyage aux ultrasons Des surfaces propres en profondeur sans moyen mécanique même avec des structures poreuses ou à pores ouverts, des géométries compliquées, des fentes étroites ou des trous borgnes Des durées de nettoyage courtes, de quelques secondes ou minutes Manipulation facile et rapide Utilisable pratiquement sur tous les types d'impuretés et de matériaux Pas de travail manuel fatigant et cher Il faut nettement moins d'additifs chimiques que pour les processus de nettoyage traditionnels Le déroulement du nettoyage peut être automatisé et fournit des résultats reproductibles Le nettoyage industriel des pièces Le nettoyage est un succès Pour le nettoyage industriel des pièces dans l'industrie Y-Distanz [m] X-Distanz [m] niveau de pression acoustique 220 Schalldruckpegel [db] 240 hoher pression Schalldruck accoustique élevée Champ Schallfeld acoustique avec 236 une mit grosser grande Reichweite portée Baisse starke radiale de 212 la Schalldruckabnahme pression tiefer pression Schalldruck acoustique basse niveau de pression Schalldruckpegel acoustique [db rel 1 µpa] Les transducteurs émettent des ondes par niveau en forme de disque, mais perdent de la puissance avec la distance. Avantages Espace minimum Emission des ultrasons particulièrement adaptés aux trous Inconvénients Plus grandes pertes de puissance lors de la production des vibrations dans le transducteur Rayonnement radial dommageable pour la cuve Emission non-homogène à cause des zones mortes entre les niveaux métallurgique ou dans les traitements de surface, on utilise le plus souvent deux types de détergents pour les ultrasons. Bain aqueux Alcalin, ph = 8 à 14 Très répandu et coût intéressant. Ces produits n'ont pas seulement un bon effet nettoyant, ils sont aussi amplement biodégradables, c.-à-d. écologiques. En particulier, ils sont adaptés pour enlever les huiles et les graisses. Bain neutre, ph = 7 Acide, ph = 1 à 6 Ces produits à base d'acides inorganiques ou organiques sont adaptés en particulier pour décaper, dérouiller, et Une grande fiabilité Les transducteurs d'ultrasons KKS garantissent une longue durée de vie et de grandes performances : Montage peu encombrant Puissance maximale Acier inoxydable DUPLEX pour minimiser l'érosion par cavitation Un grand choix En tant que fournisseur de solutions d'ensemble pour le nettoyage aux ultrasons, KKS propose tout sous une seule responsabilité. enlever les couches d'oxyde des métaux. Il est aussi Détergents adaptés aux ultrasons Avec un transducteur à tube ou à tige, il y a d'abord la génération d'une vibration longitudinale, qui est transmise radialement à 360 par la tige ou par le tube. La déviation de la vibration mais aussi la longueur de la tige provoquent des pertes supplémentaires et un manque d'homogénéité. possible d'enlever les huiles et les graisses d'origine non-animales. Composants adaptés aux ultrasons Installations de nettoyage aux ultrasons

8 14 Technologie du nettoyage aux ultrasons Technologie du nettoyage aux ultrasons 15 Généralités concernant l'utilisation des bains de nettoyage aux ultrasons La cuve ou le bain est rempli de détergent (tenir compte de la hauteur de remplissage et du volume de refoulement!) et si nécessaire chauffé à la température de service. Ensuite, il faut ajouter l'additif chimique. Les ultrasons sont mis en marche et réglés à la puissance maximale (de préférence ultrasons pulsés ou fréquence d'ultrasons élevée), pour «dégazer le liquide du bain». Cette procédure dure de quelques minutes à 30 minutes, selon la puissance des ultrasons disponible, et la température du bain. Dégazage du liquide du bain Dans les liquides neufs et froids, de plus grandes quantités d'air ou d'autres gaz sont toujours dissous ou sous forme de petites bulles insolubles. Au début du traitement aux ultrasons, celles-ci coagulent d'abord (cavitation du gaz) et remontent à la surface. Une grande partie de l'énergie en ultrasons fournie est consommée pendant le dégazage cela diminue nettement l'effet de nettoyage sur les pièces. L'adjonction de tensioactifs aux solutions aqueuses accélère le dégazage. De nombreux additifs de détergents contiennent déjà un tensioactif. Il est recommandé d'observer le dégazage et de le contrôler en conséquence. Il faut recommencer cette procédure avec le même liquide uniquement après un arrêt prolongé (jour), ou un mélange intensif (ensemble pompe filtre) avec la surface du bain. Nettoyage des pièces Les pièces doivent être mises directement dans le bain ou accrochées à un outillage support de manière à être plongées entièrement. Pour cela, il faut respecter une distance minimale d'env. 5 à 10 cm des surfaces de rayonnement des ultrasons. Ici, il faut tenir compte des points suivants : Si possible ne pas empiler les petites pièces. Les pièces plates (lentilles, circuit imprimés) doivent être le plus souvent placées parallèlement à la direction des ultrasons, Placer individuellement les pièces en rack si possible selon leur surface. La durée du nettoyage varie de quelques secondes à quelques minutes en fonction de la souillure et de la capacité de dissolution chimique du liquide détergent. En présence d'impuretés anciennes ou incrustées, comme c'est notamment le cas lors des travaux de maintenance, la durée du traitement peut être plus longue. Dans ce cas, il peut être recommandé par ex. de faire tremper les pièces préalablement dans le bain. Le résultat du nettoyage est amélioré en bougeant les pièces dans le bain, par ex. avec un outillage oscillant intégré ou en bougeant manuellement les pièces (cela évite l'effet des ultrasons fixes), car cela favorise l'évacuation des couches déjà dissoutes. Lors de l'enlèvement des pièces d'un bain non traité en continu, du liquide peut rester sur la surface des pièces ou des particules peuvent adhérer encore à la surface,il faut ensuite rincer les pièces nettoyées. Consignes générales de nettoyage Malgré la diffusion générale des ultrasons dans tout le volume du bain, une accumulation de nombreuses petites pièces et les pièces de grande taille peuvent entraîner des effets d'écran. Cela signifie que l'intensité des ultrasons présente sur la pièce elle-même, ne suffit pas pour déclencher la cavitation sur la surface. La pièce n'est pas assez nettoyée. Un contact direct avec la surface d'émission, en particulier avec les ultrasons au fond de la cuve, entraîne une efficacité insuffisante du nettoyage, et endommage le transducteur d'ultrasons. Entretien du bain Après chaque cycle de nettoyage et en cas d'arrêt prolongé, il faut changer le liquide du bain et nettoyer la cuve. Il faut enlever les résidus éventuels. «Service après-vente» KKS fournit pendant toutes les phases du projet une assistance et un support compétents. Cela comprend des prestations individuelles de service au client. Les clients de KKS reçoivent une livraison rapide et ponctuelle dans les domaines de la planification du montage et du service après-vente de leurs équipements et installations. Des offres de services flexibles, adaptées aux besoins des clients, assurent un niveau élevé de la disponibilité de l'installation et de la satisfaction des clients à long terme.

9 16 Technologie du nettoyage aux ultrasons Technologie du nettoyage aux ultrasons 17 Technologie des ultrasons à fréquence DUAL ou MIX Exemples de montage de transducteurs de surface et d'équipement direct des cuves Par une émission séquentielle ou simultanée avec deux fréquences harmonisées, p. ex. 27 khz et 80 khz, il est possible d'obtenir d'excellents résultats de nettoyage, avec des durées de processus relativement courtes. Émetteurs à fréquence Dual KKS Nous les développons et nous les construisons de grande qualité. pour un rendement maximum des dimensions personnalisées des membranes à ultrasons de 2/3/5 mm d'épaisseur des membranes en acier inoxydable DUPLEX L'équipement des cuves avec des transducteurs de surface ou l'équipement direct des cuves dépend de la taille et de l'utilisation de la cuve. Technologie des ultrasons DUAL La technologie de fréquence DUAL ou MIX se révèle de plus en plus comme l'un des procédés de nettoyage haute fréquence aux ultrasons les plus efficaces. Des comparatifs et des essais ont apporté des nouvelles informations. Ainsi, ou l'association du nettoyage intermédiaire et du nettoyage de précision au cours du même processus augmente basse fréquence la flexibilité, et permet d'obtenir d'excellents résultats de nettoyage, inégalés à ce jour. A basses fréquences, avec la technologie de fréquence DUAL ou MIX, il y a moins de bulles de cavitation, mais par contre elles sont plus grandes, et elles ont une force d'implosion Le bain à fréquence MIX élevée. Les couches d'impuretés complexes éclatent et Les émetteurs vibrent sur la paroi de la cuve à ultrasons, la structure de la surface devient plus grande. Par contre avec des fréquences différentes que le fond de la cuve. à hautes fréquences, il y a beaucoup plus de bulles Par un fonctionnement simultané avec deux fréquences de cavitation, mais elles sont plus petites avec une force harmonisées, p. ex. 27/ 80 khz, 30 / 60 khz et 40 / 100 khz, d'implosion moins importante. il est possible d'obtenir d'excellents résultats de net- Les bulles de cavitation plus petites assurent que même toyage, inégalés à ce jour. Equipement intégral ou partiel des cuves les surfaces poreuses, les structures à pores ouverts, Equipement intégral Avantage : puissance maximale grâce à l'équipement intégral Inconvénient : coûts d'acquisition élevés Exemple de montage de vibrateurs d'angle Ces vibrateurs sont utilisés sur des installations spéciales, à 1 cuve ou là où l'espace réduit doit être exploité d'une manière optimale. Ils sont compatibles à l'utilisation sous vide. Equipement partiel Avantages : L'équipement ultérieur des emplacements vides est possible ; coûts d'acquisition réduits de moitié Inconvénient : moins de puissance ainsi que les plus petits trous et les structures fines, sont nettoyés des impuretés. Grâce aux émetteurs à fré- haute fréquence quence DUAL, il est possible de faire le nettoyage intermédiaire et le nettoyage de précision dans le même bain. basse fréquence Conceptions spécifiques aux clients Comme les installations, les transducteurs de surface sont conçus au niveau puissance et taille, selon les spécifications du client. Sur les cuves à équipement intégral latéral, il est possible selon le type de nettoyage, d'équiper le fond de la cuve avec des transducteurs de surface. Tous les transducteurs de surface peuvent être fournis avec des membranes de 2/3/5 mm. Les transducteurs de surface sont fabriqués en acier inoxydable , résistant à la cavitation, aux acides et à la corrosion. Exemples de montage d'équipement direct de cuve (nettoyage de précision) Avec les volumes de cuve inférieurs à 100 litres, la tôle de la cuve est équipée directement de émetteurs, le plus souvent sur le fond seulement. Si le besoin en puissance est plus élevé, il est aussi possible d'équiper les parois.

10 La technologie du système à ultrasons de KKS 19 Émetteurs à ultrasons haute performance Les émetteurs à ultrasons de KKS se caractérisent par leur durée de vie extrêmement longue, leur sécurité de fonctionnement, ainsi que par leur puissance constante. Ils sont composés de deux disques piézocéramiques, fixés mécaniquement par deux pièces métalliques. La puissance nominale d'un émetteur est généralement de 50 watts avec toutes les fréquences. En particulier, les nettoyages qui exigent plusieurs fréquences d'ultrasons, sont du domaine de la technologie des ultrasons de KKS. Les émetteurs à ultrasons performants de KKS permettent avec nos générateurs d'ultrasons l'équipement de dispositifs à ultrasons avec une technologie de fréquence SINGLE, DUAL et MIX. Paires de fréquence standard : 27 et 80 khz 30 et 60 khz 40 et 100 khz La pureté avec la technologie : Systèmes d'ultrasons de KKS 27 / 80 khz Basses fréquences de 27, 30 ou 40 khz Nettoyage intermédiaire Génèrent moins de bulles de cavitation, mais elles sont plus grandes avec une force d'implosion élevée Enlèvent les couches de salissures tenaces Une technologie optimale KKS propose des solutions technologiques performantes pour tous les domaines d'utilisation. Technologie Signification Fréquence SINGLE L'équipement à ultrasons fonctionne avec une fréquence. Fréquence DUAL L'équipement à ultrasons peut fonctionner au choix avec deux fréquences. Fréquence MIX S'il y a dans une cuve à ultrasons, deux circuits oscillants avec deux générateurs, il est possible de nettoyer simultanément avec deux fréquences. 30 / 60 khz 40 / 100 khz Hautes fréquences de 60, 80 ou 100 khz Nettoyage fin Génèrent beaucoup de bulles de cavitation, mais elles sont plus petites avec une force d'implosion moins importante. Enlèvent les couches de salissure dans les plus petits trous et les structures fines ou les surfaces poreuses Ménagent la surface Avantages de la technologie à fréquence MIX : L'émission simultané dans le même bain de nettoyage, avec plusieurs fréquences d'ultrasons harmonisées, garantit en un instant réduit un nettoyage profond et doux des pièces complexes. Les différentes fréquences des ultrasons peuvent être utilisées simultanément ou séparément Association d'une énergie de nettoyage élevée à un effet en profondeur Nettoyage doux en profondeur

11 20 La technologie du système à ultrasons de KKS La technologie du système à ultrasons de KKS 21 Générateurs d'ultrasons haute performance Générateur KKS RS-K dans un carter avec refroidisseur Générateur KKS FT-TM Générateur KKS FT-MG RS-K : L'appareil compact performant FT-TM : Le modèle sur table avec FT-MG : Le générateur modulaire sans compromis 4 modules de puissance à ultrasons, jusqu'à Le générateur RS-K est conçu pour l'utilisation toutes les possibilités La construction modulaire du générateur FT-MG ouvre 2000 watts chacun industrielle jusqu'à 1000 watts. Avec sa construction Le générateur FT-TM est conçu pour l'utilisation indus- de nombreuses possibilités adaptées à toutes les exi- 1 module pour la commande manuelle compacte sans ventilation active, il est idéal pour le trielle jusqu'à 2000 watts. Particulièrement compact, gences. Les différents modules du générateur peuvent 1 module AnyBus pour l'intégration des générateurs montage au dessous d'une installation de nettoyage. grâce à une efficacité et une flexibilité maximales, il être montés facilement par devant dans un boîtier dans les équipements de commande et de contrôle répond à tous les besoins. Toutes les fonctions peuvent modulaire ou sur un support de module 19 /4HE FT. Les Equipements mixtes avec des modules à différentes être commandées manuellement ou intégrées dans la emplacements suivants sont disponibles : fréquences et puissances commande de l installation. Dimensions mm Dimensions mm Dimensions Domaine d'utilisation idéal Installation de nettoyage Domaine d'utilisation idéal Installation de nettoyage Domaine d'utilisation idéal Installations de nettoyage à plusieurs cuves, à une ou plusieurs cuves à une ou plusieurs cuves Installations de nettoyage automatiques Puissance des ultrasons W Puissance des ultrasons W Puissance des ultrasons W ; maxi watts par boîtier modulaire ou support de module 19 /4HE FT Régulateur de puissance % Régulateur de puissance % Régulateur de puissance % Fréquences des ultrasons SINGLE : Fréquences des ultrasons SINGLE : Fréquences des ultrasons SINGLE : 27 / 30 /40 / 60 / 80 khz 27 / 30 /40 / 60 / 80 / 100 khz DUAL : 27 / 30 /40 / 60 / 80 / 100 khz DUAL : De vrais plus 27 & 80 / 30 & 60 /40 & 100 khz 27 & 80 / 30 & 60 /40 & 100 khz La technique des générateurs à ultrasons de Commande à microprocesseur Commande à microprocesseur Commande à microprocesseur KKS réunit toute une série d'arguments détermi- Fonction dégasage Fonction dégasage Fonction dégasage nants : Optimisation automatique de la fréquence Puissance maintenue constante automatiquement Interface analogique Interface AnyBus Optimisation automatique de la fréquence Puissance maintenue constante automatiquement Interface analogique Interface AnyBus Optimisation automatique de la fréquence Puissance maintenue constante automatiquement Interface analogique Interface AnyBus Compacts et puissants des modules à ultrasons jusqu'à 2000 watts Une disponibilité maximale avec une sécurité contre les courts-circuits et le fonctionnement à vide Les meilleurs résultats de nettoyage modulation de fréquence automatique, optimisation de la Messages de défaut Messages de défaut Messages de défaut fréquence et maintien de puissance constante Support de module 19 Support de module 19 Support de module 19

12 22 La technologie du système à ultrasons de KKS La technologie du système à ultrasons de KKS 23 FT-MG : Les composants Transducteurs à ultrasons haute performance En tant qu'éléments de transmission des ondes des ultrasons au liquide détergent, les transducteurs ou les systèmes à ultrasons influencent d'une manière déterminante l'efficacité et la sécurité du processus d'une installation de nettoyage aux ultrasons. Le développement et la fabrication de tels systèmes spécifiques aux clients, et d'équipements à ultrasons de toutes tailles et Transducteur immergé pour fixation par boulons sur la paroi de toutes classes de puissance, font partie des compé- de la cuve à ultrasons tences principales de KKS. Pour cela, il y a des normes de qualité très strictes. Ainsi, nous utilisons toujours là où c'est possible, pour nos transducteurs, de l'acier inoxydable DUPLEX qui présente une très grande résistance à l'érosion par cavitation. Nos produits garantissent une longue durée de vie et une puissance maxi- Modules de puissance Module pour une commande Module AnyBus Intégration male. à ultrasons manuelle facile flexible dans les systèmes Transducteur immergé avec crochets de fixation à une Modules haute performance, com- Module pour la commande et le de commande et de contrôle Technologie de fréquence DUAL cuve à ultrasons. mandés par microprocesseur, réglage des paramètres des ultra- supérieurs Tout élément monté dans nos transducteurs à ultra- avec toutes les fréquences dispo- sons pour tous les modules de Le module AnyBus permet l'intégra- sons a la capacité de pouvoir générer au moins deux nibles pour les utilisations SINGLE, puissance d'un générateur modu- tion facile des générateurs par fréquences. Cela a l'avantage que dans le même bain à DUAL et MIX. Peuvent être insérés laire. différents systèmes de BUS, tels ultrasons, il est possible de faire aussi bien un net- facilement par devant dans un que PROFIBUS, PROFINET, Device toyage intermédiaire, qu'un nettoyage de précision. S'il y boîtier modulaire ou sur un support NET, EtherCAT etc. Il est possible de a au moins deux sources vibrantes dans le même bain à de module 19 /4HE FT. commander individuellement ultrasons, il est possible d'optimiser le processus de jusqu'à 4 générateurs modulaires, nettoyage avec la technologie de fréquence MIX, et ainsi avec en tout 16 modules de puissance. de réduire le temps du processus. Transducteurs immergés robustes et flexibles Transducteur immergé avec brides de fixation à un dispositif d'accrochage dans la cuve de fixation Nos transducteurs immergés se caractérisent par une construction robuste, un rendement élevé, une diffusion ciblée, ainsi que par de nombreuses possibilités de montage. Ils sont installés le plus souvent dans de grandes cuves à ultrasons à puissances élevées. L'équipement ultérieur des cuves de nettoyage est possible sans grandes transformation.

13 24 La technologie du système à ultrasons de KKS La technologie du système à ultrasons de KKS 25 Transducteurs à plaques peu encombrants et extrêmement efficaces Nos transducteurs à plaques sont des équipements à ultrasons robustes et efficaces, fixés sur une membrane en acier inoxydable droite ou angulaire. Ils sont fixés par brides avec un cadre soudé et de pression, en économisant de la place, dans un passage adapté de la cuve de nettoyage. Le montage ne réduit pas le volume de la cuve. C'est pourquoi les transducteurs à plaques sont aussi bien adaptés pour la première monte, que pour le rééquipement des bains en place. Exemple d'installation d'une cuve avec des transducteurs à plaques vue extérieure Transducteurs à ultrasons longue durée densité de puissance et durée de vie maximales Nos systèmes de transducteurs longue durée se caractérisent par leur construction extrêmement robuste. La membrane US de 5 mm d'épaisseur et le carter de 3 mm d'épaisseur sont fabriqués uniquement en acier inoxydable DUPLEX, et se caractérisent par des durées de vie supérieures à la moyenne. Les systèmes longue durée sont utilisés de préférence pour les exigences suivantes : Densité de puissance maximale (watt/surface de membrane) Faible de volume de montage Beaucoup de contamination dans le bain de nettoyage Exigences mécaniques élevées Utilisation sous vide Vue d'installation d'un transducteur à plaque avec membrane coudée Exemple d'installation d'une cuve avec des transducteurs à plaques vue intérieure Les transducteurs longue durée sont livrables avec des formes différentes : Rectangulaires, émetteurs immergés Triangulaires, émetteurs d'angle Transducteurs d'angle longue durée Modèles spécifiques aux clients rapidement et facilement Nous écoutons nos clients, nous nous préoccupons de leurs besoins, et nous étudions leurs applications pour développer des solutions technologiques performantes. Les modèles d'équipements à ultrasons spécifiques aux clients, la fabrication de cuves à ultrasons complètes, ainsi que l'équipement de cuves, de plaques vibrantes, de réacteurs ou d'autres composants font partie de notre offre de services. Nous sommes votre partenaire nous vous aidons volontiers à planifier et à réaliser vos installations à ultrasons spécifiques. Autres informations sur : Transducteur à plaque avec cadre appuyable Cuve à ultrasons équipée d'émetteurs sur le fond et un côté longitudinal

14 26 La technologie du système à ultrasons de KKS Autres informations sur : Liste des sources Sobotta, R., Jung, Ch. (2005): Messung der Kavitationsrauschzahl. Fortschr. d. Akustik, DAGA 05: Kanegsberg, B., Kanergberg, E. (2006): Parameters in ultrasonic cleaning for implants and other critical devices. J. ASTM Int. 3, 1 8. Kuttruff, H. (2004): Akustik: Eine Einführung S. Hirzel Verlag, Stuttgart, ISBN Schmidt, H. (1999): Ultraschallanwendungen in der industriellen Teile reinigung. Workshop «Von der Kavitation zur Sonotechnologie», VDI, Suslick, K. S. (1989): Die chemischen Wirkungen von Ultraschall. Spektrum der Wissenschaft (April),

15 KKS Ultraschall AG Frauholzring 29 Case postale 168 CH-6422 Steinen Swiss Quality Téléphone Téléfax