Guida alle lavatrici a ultrasuoni

Le lavatrici ad ultrasuoni sono macchinari in grado di effettuare una pulizia di precisione, altamente efficace, rapido e sicuro. La natura stessa del processo ad ultrasuoni assicura che la lavatrice stessa sia estremamente potente, in grado sia di pulire aree difficili da raggiungere - come fori ciechi e interni complessi - che di rimuovere contaminanti superficiali radicati come vernice o cera.

Nonostante la forza pulente delle macchina, il metodo di detersione è delicato sui componenti ed è adatto anche ad operare su parti piccole, delicate e complesse, che non sopportano l'azione aggressiva di altri metodi, come ad esempio il lavaggio a spruzzo.

La lavatrice ad ultrasuoni è un dispositivo altamente versatile: significa che può essere utilizzato per un'ampia gamma di componenti ed in molti settori diversi, tra cui:

Laboratori medici e odontoiatrici, per il lavaggio ad ultrasuoni di:

• impianti ortopedici
• protesi
• strumenti chirurgici
• siringhe
• attrezzatura da laboratorio di ottica

Industria automobilistica e aerospaziale, per il lavaggio ad ultrasuoni di:

• interruttori
• cuscinetti
• assiemi
• parti in metallo e plastica
• relè e motori

Laboratori scientifici, per il lavaggio ad ultrasuoni di:

• vetreria da laboratorio
• tubi
• pipette
• liquido degasante

Industria elettronica, per il lavaggio ad ultrasuoni di:

• schede PC
• componenti dell'imballaggio
• condensatori
• parti microelettroniche

Altri settori per lavaggio ad ultrasuoni:

• gioielleria
• parti dell'orologio in ottone
• orologi
• strumenti musicali

La rimozione del contaminante da qualsiasi tipo di componente viene ottenuta tramite dissoluzione (per contaminanti solubili) o spostamento (per contaminanti insolubili). Le lavatrici ad ultrasuoni sono un aiuto estremamente efficace per entrambi questi processi.

Dissoluzione del contaminante

Il contaminante solubile deve essere in costante contatto con il detergente per poter essere dissolto. Tuttavia può accadere nel corso del tempo che l'agente pulente possa indebolirsi e che si possa formare una barriera tra il contaminante e l'agente di pulizia a causa della formazione di uno strato di saturazione. Le implosioni ad ultrasuoni sono molto efficaci nello spostare lo strato di saturazione e permettere al detergente fresco di raggiungere il contaminante. In questo modo, le lavatrici ad ultrasuoni sono in grado di accelerare i processi di dissoluzione e sono particolarmente vantaggiose per pulire superfici irregolari o interni dei componenti.

Spostamento del contaminante

Dove i contaminanti sono insolubili (come la polvere superficiale), è fondamentale che tutte le forze coesive che si formano tra il contaminante e il componente siano sufficientemente scomposte per consentirne la rimozione. Le implosioni ultrasoniche sono di una tale forza da risultare incredibilmente efficaci nello spostamento e nella rimozione di contaminanti insolubili. Le micro dimensioni delle bolle di cavitazione assicurano la pulizia di aree difficili da raggiungere come cerniere, filettature e valvole.

Tutte le lavatrici ad ultrasuoni sono costituite essenzialmente da un generatore di ultrasuoni e da trasduttori. Il generatore di ultrasuoni fornisce l'energia elettrica alla frequenza richiesta, mentre il trasduttore converte l'energia elettrica in vibrazioni meccaniche. È disponibile un'ampia offerta di lavatrici a ultrasuoni che variano in capacità e funzioni aggiuntive, rendendole una scelta versatile per una vasta gamma di processi di pulizia.

Le macchine per il lavaggio a ultrasuoni vengono utilizzate in numerosi settori industriali e per altrettanto numerose applicazioni di pulizia, come ad esempio:

• parti che richiedono una pulizia di alta precisione
• parti delicate che necessitano di un'azione pulente delicata
• parti complesse, spesso con interni complessi
• parti che richiedono una pulizia profonda
• componenti con contaminanti radicati come vernice o cera.

Lavatrici ad ultrasuoni da banco

Le lavatrici ad ultrasuoni da banco, sono piccole unità compatte, costituite da una semplice vasca ad ultrasuoni riscaldata. Queste unità a ultrasuoni sono ideali per la pulizia di un'ampia varietà di parti piccole e complesse. Le applicazioni tipiche ideali per questi serbatoi includono:

• pulizia di gioielli
• micro elettronica
• attrezzatura ottica da laboratorio
• pulizia della parte dell'orologio in ottone
• attrezzature per chirurgia dentale
• pulizia degli strumenti chirurgici
• sistemi di assemblaggio elettronico
• piccoli componenti della macchina

Le lavatrici da banco in generale possono avere capacità variabili da 8 litri a 28 litri. I serbatoi ad ultrasuoni più robusti e durevoli sono realizzati interamente in acciaio inossidabile. L'elemento riscaldante può essere realizzato con un foglio di gomma siliconica, per garantire la prevenzione dell'ossidazione e della corrosione.

Sul pannello di controllo può essere presente un termoregolatore per il riscaldatore, nonché un timer di ciclo, che consente all'operatore di preimpostare l'esatto tempo di ciclo richiesto. La frequenza ultrasonica è compresa tra 28 - 40 kHz. In alcuni modelli i trasduttori ad ultrasuoni sono piezoelettrici ad alta efficienza, fatti con ceramiche speciali.

Altre caratteristiche che si possono trovare sul mercato sono il cestello dei componenti in rete di acciaio inossidabile, la protezione dal basso livello del fluido e un rubinetto di scarico alimentato per gravità. Tutte le caratteristiche tecniche sono riportate nei datasheet del costruttore.

Lavatrici ad ultrasuoni standalone

Le lavatrici a ultrasuoni di tipo standalone rappresentano la dimensione successiva del serbatoio di pulizia a ultrasuoni da banco e sono ideali per la pulizia di parti di piccole e medie dimensioni. Queste unità (come le pulitrici da banco) sono adatte per un'ampia gamma di settori industriali e sono eccezionali nella rimozione di tutti i tipi di contaminanti, tra cui:

• Oli,
• Composti lucidanti,
• Disossidante per brasatura
• Olio di saldatura
• Depositi carbonizzati
• Residui di stampaggio

Esistono in commercio lavatrici standalone con dimensioni del serbatoio da 25 litri a 160 litri. I serbatoi più robusti e durevoli sono realizzati interamente in acciaio inossidabile. In alcuni modelli gli elementi riscaldanti sono realizzati in foglio di gomma siliconica, con potenza di riscaldamento variabile tra 1000 watt e 4000 watt. I trasduttori ultrasonici possono essere di tipo piezoelettrico ad alta efficienza, realizzati con speciali ceramiche. La frequenza degli ultrasuoni può variare da 28 a 40 kHz, con potenza fino a 4000/2000 watt. Il pannello di controllo può essere dotato di un regolatore di temperatura, interruttore di alimentazione a ultrasuoni a 3 vie, timer di ciclo. Tutte le caratteristiche tecniche sono riportate nei datasheet del costruttore.

Sono disponibili macchine con pannello digitale o pannello analogico.

Le applicazioni tipiche includono:

• strumenti chirurgici
• parti automobilistiche
• parti in ottone
• bottiglie da laboratorio e veterinarie
• parti aerospaziali

Lavatrici ad ultrasuoni multistadio

L'apparecchiatura di lavaggio a ultrasuoni multistadio, consente di avere una fase di lavaggio ad ultrasuoni seguita da una funzione di risciacquo e, per alcune applicazioni, l'opzione di una fase di asciugatura. La fase di lavaggio ad ultrasuoni riscaldata rimuove tutti i tipi di contaminanti, inclusi oli, trucioli, composti lucidanti, sporco di brasatura, sporco di saldatura, depositi carbonizzati, vernice e cera. Le parti vengono quindi trasferite in un impianto di risciacquo a immersione riscaldato, che rimuove tutte le tracce della soluzione detergente. Se necessario, le parti possono essere trasferite in una fase di asciugatura, che garantisce che tutti i componenti lascino la macchina pulita e asciutta.

Esistono modelli con serbatoio di dimensioni da 40 litri a 160 litri. In certi macchinari la capacità di riscaldamento di ciascun serbatoio può variare da 0,75 kW a 2 kW ed è controllata tramite il pannello di controllo del display digitale. La frequenza degli ultrasuoni può variare tra 28 e 40 kHz ed i trasduttori possono essere di tipo piezoelettrico ad alta efficienza a ceramiche speciali. La tecnologia odierna ha permesso di realizzare lavatrici a ultrasuoni con una vasta gamma di extra opzionali tra cui, sbarramento dell'olio, barra di spruzzatura e disposizione della pompa, separazione dell'acqua dell'olio, risciacquo con acqua deionizzata, riempimento automatico dell'acqua dolce, dosaggio automatico del detergente, pompa di smaltimento degli effluenti e filtrazione fine in linea.

Per le applicazioni di pulizia che richiedono un'eccezionale pulizia ad alta precisione, esistono lavatrici con opzione di un lavaggio ad ultrasuoni multistadio completamente integrato, che può incorporare fino a quattro fasi separate o più. Le fasi possono variare in base all'applicazione di pulizia, ma in genere possono includere alcuni o tutti i seguenti step:

• Fase di prelavaggio con getti spray per pulizie pesanti
• Lavaggio ad ultrasuoni
• Risciacquo rete riscaldata
• Risciacquo
• Asciugatura ad aria calda singola o asciugatura ad aria calda a doppia capacità

Le funzionalità automatizzate avanzate, incorporate come parte dell'attrezzatura della lavatrice a ultrasuoni multistadio, permettono di ottenere un risparmio economico poiché riducono la manodopera ed i costi di esercizio complessivi.

Ad esempio, i coperchi dei serbatoi in alcuni modelli di lavatrici a ultrasuoni multistadio possono essere dotati di una funzione di scorrimento automatico per facilitare il caricamento del cestello e l'intero processo è continuo, riducendo i costi di manodopera e aumentando la produttività.

Unità sommergibili

I trasduttori a ultrasuoni sommergibili sono unità a ultrasuoni indipendenti, che possono essere montate su nuovi serbatoi o adattate alle apparecchiature di pulizia esistenti. Offrono il massimo in termini di flessibilità ultrasonica, poiché si possono montare in un numero qualsiasi e collocare in diverse posizioni nella vasca di lavaggio. Inoltre, poiché sono indipendenti, possono anche essere spostati da un serbatoio all'altro, se necessario.

Alcuni modelli sono di tipo piezoelettrico ad alta efficienza, con ceramiche speciali, disponibili con fissaggio su base o laterale.

Come ottengo la migliore pulizia con le lavatrici ad ultrasuoni?

I migliori risultati di pulizia ad ultrasuoni si ottengono con il giusto tipo di lavatrice e la dimensione ottimale del serbatoio per l'applicazione specifica. È inoltre essenziale che la temperatura del serbatoio del fluido, la soluzione detergente e il tempo del ciclo di processo siano stati ottimizzati e che degassando il serbatoio del fluido si possa verificare la massima intensità di cavitazione.

Che cosa significa "degassare" il serbatoio del fluido?

Il degasaggio è la rimozione dei gas presenti nella soluzione. La massima intensità di cavitazione può verificarsi solo una volta che il liquido nel serbatoio è stato degassato.

Come si "degassa" la vasca a ultrasuoni?

Il degassamento deve essere effettuato dopo che la sostanza chimica è stata aggiunta al serbatoio. Ciò si ottiene attivando l'energia ultrasonica e aumentando la temperatura del fluido. Il "degassaggio" è completo quando le piccole bolle di gas smettono di salire sulla superficie del serbatoio del fluido e si verifica uno schema di increspature. Il tempo in cui ciò avviene, varia a seconda delle dimensioni della capacità del serbatoio.

Cos'è un trasduttore piezoelettrico?

Un effetto "piezoelettrico" si ha quando alcuni materiali cambiano dimensione quando viene applicata loro una carica elettrica. Nel caso del trasduttore, l'elemento piezoelettrico si trova all'interno del dispositivo stesso. Quando l'energia elettrica viene applicata al trasduttore, l'elemento vibra e tali vibrazioni vengono amplificate e dirette attraverso il fluido.

Come faccio a sapere se la cavitazione si sta verificando correttamente in una lavatrice a ultrasuoni?

C'è un semplice test chiamato "foil test".

Cos'è il foil test?

Assicurarsi che il serbatoio sia alla temperatura di esercizio richiesta, sia stato degassato e riempito con la quantità corretta di fluido e soluzione detergente. Quindi, usando un foglio di alluminio, sospendere il foglio nel serbatoio. Accendere gli ultrasuoni e lasciare agire per circa dieci minuti. Rimuovere la pellicola e ispezionarla. Se si verifica cavitazione, la pellicola risulta perforata e increspata. Provare questo test in diversi punti del serbatoio per assicurarsi che la cavitazione sia finita.

Perché la temperatura del fluido è importante?

Il calore non solo aiuta il processo di degasaggio, ma migliora e accelera anche il processo di pulizia vero e proprio. Inoltre, la maggior parte dei detersivi è progettata per funzionare al meglio a temperature elevate.

Quale soluzione detergente dovrei usare?

Esiste una ampia gamma di detergenti a base acquosa appositamente progettati per l'uso con la lavatrice ad ultrasuoni. Non utilizzare soluzioni con un alto livello alcalino o acido.

Con che frequenza devo cambiare la soluzione detergente?

La soluzione detergente deve essere cambiata se c'è una differenza evidente nei risultati della pulizia o quando la soluzione è visibilmente sporca.

Qual è il tempo di ciclo consigliato?

I tempi di processo variano a seconda dell'applicazione e del livello di contaminante. Esistono lavatrici fornite di timer per il ciclo di processo in modo da renderlo completamente regolabile.

La maggior parte delle lavatrici ad ultrasuoni viene fornita con una garanzia da uno a due anni, che può essere annullata se gli utenti non soddisfano determinate condizioni. E’ quindi importante leggere attentamente le istruzioni fornite dal costruttore e le caratteristiche tecniche della macchina che deve essere utilizzata per applicazioni specifiche, impostando la giusta frequenza e controllando la temperatura. Anche il detergente deve essere adeguato all’applicazione della lavatrice e deve essere specifico per la pulizia ad ultrasuoni. Ad esempio, non utilizzare soluzioni con un alto livello alcalino o acido.

Garantire la corretta manutenzione della lavatrice ad ultrasuoni può aiutare ad ottenere dalla macchina le migliori prestazioni possibili.

I campi di applicazione delle macchine pulitrici ad ultrasuoni sono vasti. Possono essere utilizzate, solo per fare pochi esempi, per lavare e pulire alimenti, giocattoli per bambini, gioielli, strumenti chirurgici, utensili domestici, materiali fragili e parti enormi del motore. Esistono anche lavatrici ad ultrasuoni portatili che servono a lavare e pulire i vestiti.

L'utilizzo di un'adeguata attrezzatura per la pulizia a ultrasuoni consente di risparmiare denaro e migliora i processi di pulizia: i risultati della pulizia saranno sensibilmente migliori e sarà necessario meno tempo per completare il processo di lavaggio. Grazie alla lavatrice ad ultrasuoni, si ha un incremento di produttività e le ore di manodopera diminuiscono.