Tecnica degli ultrasuoni

Costruire e produrre con qualità e certificazione di collaudo

Esaminiamo insieme alcuni esempi chiarificatori intorno a esigenze che sono tipiche del costruttore di ultrasuoni:

1. La potenza efficace pulente di un sistema Ultrasuoni deve essere attentamente controllata perchè può essere degradata da perdite circuitali come da problemi elettromeccanici; tra questi, gli scadenti accoppiamenti eseguiti manualmente da personale senza necessaria perizia o mal addestrato, sono fonte di concause decisamente negative. Per progettare, produrre, tornire, lappare, assemblare, incollare e saldare gli ultrasuoni servono infatti specifiche maestranze ed una esperta manualità.
2. Le masse composite dei sonotrodi PZT (adatti alla trasduzione) sono composte di ferro, ceramica tecnica polarizzata e drogata opportunamente con vari titanati, bario, ecc., e hanno la zona finale di vibrazione in una lega leggera speciale; queste masse, che costituiscono ogni emettitore, richiedono accorgimenti e test di collaudo ben specifici, di ardua soluzione persino per diversi produttori internazionali.In queste problematiche produttive, che noi conosciamo a fondo da moltissimi anni, è probabile riscontrare fastidiose impedenze parassite, risonanze ridondanti, correnti e frequenze inutili al processo di pulitura, onde armoniche di disturbo e molteplici perdite energetiche di cattiva sintonia; tutti parametrici tecnici che possono facilmente inficiare, a volte in modo irrimediabile, l’intero procedimento di perfetto lavaggio che si andava cercando, nell’acquisto di una nuova lavatrice ad ultrasuoni dal luccicante telaio in acciaio trans-lucido…e dalla brillante (ma debole) vasca interna!
3. Vi sono ancora altri fattori da non sottovalutare e, tra questi, la scarsa precisione di serraggio dei singoli trasduttori (dove è necessaria una precisione micrometrica con attrezzature dedicate), un accoppiamento sfalsato dei trasduttori alla lamiera di acciaio inox, lo scarso spessore della lamiera di emissione sonica alla quale i trasduttori vengono applicati; ad esempio lamiere con spessori inferiori a 2 mm. o su lucide vaschette imbutite a pressa che hanno spessori di 0,7 – 0,8 mm. (solo 8 decimi di millimetro) di facile deformazione e microfessurazione causa la vibrazione meccanica impressa dai trasduttori ad esse saldate.
4. Tutti fattori che influenzano la fabbricazione e che sono di primaria importanza, rivelando la concreta“differenza di qualità” e la nostra superiorità rispetto a molti produzioni dell’ultimo minuto presenti oggi sul mercato, includendovi quello importativo nazionale che pretende, con gran faccia tosta, di essere fautore del “tutto italiano”.
5. Nei generatori come nelle lavatrici di qualsiasi efficacia e marca, a poco servono le esibizioni di Fogli di Qualità e di certificati di assicurazione interna aziendale, dato che questi, come giustamente ci è stato confermato da questi stessi ENTI CERTIFICATORI, assicurano solo la gestione della ditta ma non possono, in alcun modo e maniera, GARANTIRE EFFICACIA E QUALITA’ FINALE DEL PRODOTTO IMMESSO SUL MERCATO DAL SINGOLO PRODUTTORE sventolante tali carteggi.Quindi l’efficienza, una in ditta – azienda -società piccola o grande che sia, può essere anche sotto controllo ma la qualità ed i prodotti sono tutto un altro discorso..SCEGLIERE CON SICUREZZA

La regola migliore per avere risultati sicuri è quella di affidarsi ad un produttore serio e preparato negliultrasuoni, se questo è qualificato tra i produttori elettrici e installatori nell’albo 46/90 ElettrotecnicaIndustriale (da non confondere la 46/90 per impianti nel civile..), la sicurezza diviene pressochè assoluta.La nostra società, che nell’evidenza dei fatti questi requisiti essenziali, è di conseguenza perfettamente in grado di aiutare il cliente nell’adottare le migliori soluzioni per risolvere ogni esigenza di lavaggio e pulitura sonica, anche la più speciale e difficoltosa.

Non accontentavi perciò, quali futuri e nuovi clienti, di simulazioni e brevi test di laboratorio, perchè questi non portano alla verifica ottimale e al buon controllo dei parametri effettivi dell’impianto finale di lavaggio ad ultrasuoni che intendete acquisire e farvi installare in reparto. Spesso tali prove, se troppo parziali o eseguite in modo frettoloso e svogliato, conducono altrove, lontano dalla concreta soluzione del ciclo di pulitura che cercavate con tanto affanno.Le prove di laboratorio sono semplici Test

Come esistevano famosi “truccatori delle prove” che sapevano come distrarre il cliente e spazzolare bene i pezzi campionati, così anche abbiamo visto tecnici inviati dall’azienda cliente che pensavano di risolvere le esigenze di pulitura portando al produttore dei bellisssimi pezzi sporchi da mesi, veri rimasugli di produzione arrugginiti e lasciati all’aperto in cortile, parti meccaniche ridotte in pessime condizioni che per nulla erano PEZZI DI PRODUZIONE O RAPPRESENTAZIONE REALE DEGLI STESSI.

Comportamenti che, se da una parte sono scorretti, dall’ altra sono ridicoli non poco : come si può credere che lavando l’impossibile.. il resto sarà ancor più semplice ?

Pulire pezzi lavorati che non sono di effettiva produzione, che non sono inseriti nelle tempistiche e nei reali cicli produttivi, allontana dalla giusta soluzione e vincola il cliente, come il produttore, ad escogitare miracoli e tanta teoria empirica per mirabolanti soluzioni INESISTENTI.

Queste sovrarichieste dei futuri utilizzatori, esattamente contrapponibili alle superficialistiche prove che potrebbe eseguire un produttore qualsiasi, sono casi da evitare sempre: ma proprio sempre!

Ciò che è importante è il Grado di Pulizia che il singolo cliente desidera raggiungere, l’avere più o minore potenza potrebbe addirittura arrecare danni alle superfici nel lungo termine oppure potrebbe non riuscire a pulirle. Il fattore potenza è quindi valore del tutto relativo all’applicazione e tipo di lavaggio che i clienti devono eseguire, non è un parametro di riferimento fisso e universale per tutti gli utilizzi, i settori e le applicazioni.

Chi dirige la ULTRASUONI I.E. ha lavorato in settori chiave dell’ industria meccanica, idraulica, elettromeccanica, elettronica, ed ha quindi molta esperienza da trasmettere per allestire i Laboratori di prova e le Sale di collaudo lavaggi.Migliaia di società e ditte fornite rende i nostri direttori ben consapevoli dell’importante necessità di sviluppare una fattiva e chiara collaborazione con il cliente, evitando storture bilaterali nell’affrontare la cosa importante: fornire macchinari ottimi ad un prezzo ragionato che garantiscano maggior successo al produttore e completa soddisfazione del cliente, che verdà aumentare la qualità, la funzionalità e l’estetica finale dei propri prodotti.

Per giungere in modo sicuro a questi traguardi, ULTRASUONI I.E. ha messo a punto una collaudata tecnica commerciale, che si compone di 6 fasi. Essa conduce passo dopo passo alla soluzione totale del lavaggio in tutti i settori.

LA FREQUENZA

La frequenza degli ultrasuoni resta importante ma, anch’essa, non fondamentale per ottenere un ottimo lavaggio.

Nostri approfonditi test e collaudi comparativi, eseguiti in molti anni di progettazione, hanno rilevato notevoli differenze di lavaggio tra valori di frequenza di 18-20-30-40-45-50-100 e 350 Khz negli apparecchi commerciali che più volte abbiamo riparato e visionato per dare un sostegno di client assistance and service.

Affermare che ogni frequenza và bene, è un concetto insolito ma non nel nostro caso di Produttori Specializzati di Generatori di Ultrasuoni © anche su misura, anche speciali e non ancora pensati da altri, quindi sempre innovativi.I nostri generatori possono lavorare, in effetti, in un Range di frequenze molto ampio e selettivo intorno alle sintonie di frequenza base. Ad esempio, al nostro 25 KHZ corrisponde un range di frequenze strutturate molto vasto, tale da dare risultati addirittura competitivi con le stesse frequenze dei ns. generatori di frequenza più elevata (33, 35, 45, 85 e 100 KHZ).Resta invece confermato che si ha, in genere, una maggiore penetrazione uniforme con frequenze alte (42-45 Khz), sempre che, queste alte frequenze (che sono anche molto fini e deboluccie in molti apparecchietti..) siano emesse con alta potenza efficace, e di valore tale da ottenere una maggiore vibrazione e una buona pressione di cavitazione.

Nelle alte frequenze acustiche di 40 e 50 Khz vi è necessità di una più potente vibrazione meccanico-molecolare che compensi la mancanza di forte impatto ultrasonoro dovuto appunto alla frequenza molto alta.

Mentre le frequenze più basse tra i 18 e i 33 khz la forza d’impatto è meno diffusa ma più penetrante.

Per ottimizzare i tempi di trattamento è bene trovare un equilibrio tra potenze e frequenze in gioco, rispettando il risultato di lavaggio, valutando il tipo di pezzi e di inquinanti, esaminando natura e quantità di residui da asportare, rispettando i tempi di esecuzione che il cliente può accettare.

Le frequenze basse, 25 khz ad esempio, raramente comportano rischi di cricche o di fessurazione su pezzi delicati (silicio, vetro, leghe leggere, cromati, nichelati, ecc.), tranne quando sono in gioco potenze del generatore molto elevate rispetto alla cubatura di liquido e si hanno pezzi molto piccoli come massa totale. In questa eventualità è sufficiente regolare in maniera opportuna l’emissione di potenza in uscita abbassandola da tastiera digitale o con l’apposito regolatore potenziometrico analogico.

In tutti questi eventi si regolano le potenze partendo dai valori bassi. Per la migliore frequenza si parte, al contrario, da quelle alte (più fini) per scendere giù verso quelle più basse (più impattanti e forti). Il costruttore o il cliente che non segue questi elementari principi sicuramente produrrà problemi e pezzi rotti o mal puliti.Identica cosa si dica dei test e delle prove.

Chi parte “a tutta manetta col generatore” nel lavare, sbaglia immancabilmente l’obbiettivo e può fallire negli esiti : nella potenza le scale si salgono gradino per gradino, partendo dal basso, da potenza bassa si sale a quella più alta.Tali nostre constatazioni tecniche hanno totale supporto teorico, scientifico, tecnico e, infine, anche pratico. In ogni caso, in tutte le situazioni odierne di lavaggio critico o di pulitura di sporcizia pesante su pezzi di materia debole o delicata, i nostri moderni generatori di ultrasuoni, costruiti con moderni sistemi ULTRA-IGBT, hanno trovato ampia applicabilità superando tutti i problemi dei generatori a onde fisse che, causa potenze poco adattabili e concezioni costruttive antiquate, non risultano affidabili nella ripetizione costante dei risultati di lavaggio e sgrassatura.

ULTRASUONI I.E. si occupa di completare la propria offerta con una gamma di prodotti detergenti formulati per i vari trattamenti da realizzare nelle vasche ad ultrasuoni e negli impianti multi-vasca.

Il cliente è supportato sia sulla parte macchina che sulla parte chimica con un filo diretto con i tecnici. Questo gli consente di essere sempre informato sui nuovi prodotti e su nuove soluzioni di lavaggio.

RUMORI E FREQUENZE

Non è del tutto veritiera la convinzione che il valore della frequenza sia “molto importante” per il controllo della rumorosità della lavatrice ad ultrasuoni in conformità alle norme che indicano 80 decibel massimi per cicli espositivi del personale di 8 ore lavorative in modo continuo e senza sosta.

Nei nostri impianti, per esempio, si sono eliminate da molto tempo le armoniche e le onde portanti nocive e udibili o rumorose per l’ambiente circostante; questo grazie a specifici accorgimenti tecnici elettrici e di fonoassorbenza atti a ridurre le acustiche udibili entro valori molto bassi (60 Decibel) simili ai rumori presenti in ufficio.Indipendentemente dal valore di frequenza degli ultrasuoni, possiamo affermare che i valori di rumorosità assoluta dei nostri qualificati impianti ad ultrasuoni: sono praticamente identici!

Tale acustica è così anche con verifica del rumore fonometrico esterno con coperchio chiuso, a 1 metro di distanza dalla macchina. Tale valore acustico è molto basso, variabile da 60 a 75 Decibel, a seconda del grado di fonoprotezione richiesta dal cliente e del grado di insonorizzazione desiderato nell’ambiente installativo (e comunque sempre con valori nettamente inferiori a quanto imposto dalle normative. Collaudi e test, anche presso laboratori autorizzati, hanno confermato la qualità dei nostri ultrasuoni ed il superamento positivo delle norme europee inerenti il marchio CE sui rumori come su tutte le restanti normative europee. Le ns. apparecchiature sono quindi “macchine di totale sicurezza”, molto apprezzate proprio perchè lavano e non disturbano, perchè funzionano bene e non fanno emissioni elettromagnetiche nocive, lavorano sempre e sono immuni dalle interferenze elettriche di piccola o di grande entità.

Non è per caso che la Ultrasuoni Industrial Engineering è probabilmente l’unico produttore italiano al mondo che difende il made in italy totale da 20 anni e produce macchine in Italia solo ed esclusivamente con componenti primari fabbricati interamente in Italia.

Concludendo sul rumore.

Non consigliamo l’uso eccessivo di piombo e lana di vetro o di roccia per i ben noti problemi connessi a questi materiali. Resta preferibile, piuttosto, adibire (come anche dicono le normative) una zona ben precisa e delimitata per gli impianti di lavaggio, evitando di sovrapporla ad altri banchi di lavoro troppo limitrofi al personale e agli addetti in attrezzeria.

Meglio adoperare dei divisori in plexi (che è un ottimo fonoassorbente) mantenendo le dovute distanze con altre macchine e posti fissi di lavoro. I ns. generatori di ultrasuoni, tra l’ altro, hanno schede interne sofisticate che consentono : il comando a distanza con relè o pulsanti, il comando remoto da PLC e da Personal Computer posti anche in uffici distanti. Quindi , con noi, no problems per l’ on-off e per la regolazione dei parametri di lavaggio anche a distanza dal reparto lavaggi.

Le frequenze e le acustiche esterne

Risulta normale che, a parità di potenze in gioco, più si sale con la frequenza e più “appare semplice”controllare la rumorosità udibile esterno macchina.Vi sono però grossi problemi pratici nel dover lavare con ultrasuoni le grandi masse e i grandi cesti porta pezzi pieni di quintali di metallo o plastica, adoperando solamente le frequenze superiori, che “nella loro finezza e nel loro basso impatto d’urto sullo sporco denso e sulle superfici grandi finiscono per pulire parzialmente.

Per risolvere il problema della frequenza alta e fine bisognerebbe quindi salire di potenza efficace, ma, alla fine, tra costi e più potenza, il rumore resterebbe praticamente eguale: quando c’è potenza pulente vera, che questa sia a frequenza alta o bassa, poco cambia in realtà e bisogna coibentare come sopra esposto.

Mettiamo in luce alcune confuse mitologie sugli ultrasuoni.

1. Gli ultrasuoni fanno un gran rumore?

Non è vero, gli ultrasuoni non fanno, in realtà, questo gran rumore. Provate la stampante del vostro PC: il risultato è simile, anzi in alcuni casi la vs. stampante è più casinara. Per provare cosa sia il rumore industriale provate ad ascoltare un ventilatore di aspirazione industriale o usate la pistola dell’aria compressa in azienda : quelli si che sono rumori seri, e cioè un bel 80 – 95 – 120 decibel di compressione acustica sui timpani.

1. Gli ultrasuoni fanno male?

Diciamo pure che un’apparecchiatura conforme al marchio CE emette un campo irradiato testato e ben al di sotto dei valori elettromagnetici di esposizione. Nel lavaggio medicale o industriale si costruiscono ultrasuoni per lavare in un liquido, non per fare prove distruttive (nella normalità dei casi) ne tantomeno per colpire i capillari (a distanza e in aria.) di persone che vi lavorano vicino o, ancora, tante altre stupidaggini..di cui internet è sempre fonte ben fornita.

1. Gli ultrasuoni magneto fanno più rumore degli ultrasuoni piezo?

Anche questa non ci risulta e per noi non è mai stato un fattore discriminante, nella maggioranza dei lavaggi affrontati in tanti anni, il rumore disturbante è molto simile (anche se con timbratura diversa). Il timbro udibile dei magneto è più vicino ai toni bassi, nei piezo è invece più vicino ai toni alti.

Quindi il rumore delle armoniche udibili riflesse dalle pareti dell’interno vasca diventa un fattore molto personale, a parità di potenze in gioco.I timbri acustici udibili potenzialmente fastidiosi .. dipendono dalla tipologia di produzione del singolo fabbricante ma anche dal silenzio richiesto da molti ambienti: laboratori, vicinanza eccessiva o limitata delle zone di lavoro interno fabbrica, strane allergie al rumore di certi dipendenti, capannoni molto alti con “effetto Cattedrale o amplificazione da Anfiteatro romano”, distanza non rispettata tra addetti e lavatrice ad ultrasuoni, non utilizzo di protezioni obbligatorie, coperchi vasca lasciati aperti con gli ultrasuoni accesi al massimo senza materiale dentro alle vasche in fase di pulitura (lavaggio a vuoto).