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超声波去毛刺清洗的特征

去毛刺时存在困扰的客户。超声波去毛刺与原始方法不同,存在着许多特征。

 

超声波去毛刺作为一种全新的技术具有迄今为止其他手段都不具备的特长。请从与其他去毛刺手段的比较进行思考。和以往的去毛刺手段并用的事例也是很多的。

与喷砂处理法的比较

喷砂法是采用从核桃壳粉到玻璃珠、铁球等各种各样的固体颗粒(也包括一部分冰的微粉、二氧化碳、以及柴野开发的常温融点溶剂)向对象物喷射进行去毛刺和表面改质的技术。该技术是一种不可或缺的、重要的去毛刺及表面改质技术。但是,由于其处理特点,易于对表面造成损伤,对复杂形状及复合部品也不适合。另外,有机物喷射时,还有引燃爆炸的危险,必须充分注意。有的还有喷砂剂等产业废弃物的问题。此外,对于多数喷砂处理来说,后道工序的清洗是必不可少的。因此这种处理法对小件连续大量处理不合适。

相比之下,超声波去毛刺清洗对复杂形状的复合部品可一次大量处理,且通常只用水,没有危险性,不产生废弃物,当然也不需要后清洗工序。但是,对于较厚的毛刺,喷砂法还是比较有效的。因此,通常的思路是,精密微小毛刺采用超声波,较厚毛刺及表面改质采用喷砂。

球状星云型真空空洞
球状星雲型キャビティー
部分超声波去毛刺事例
超音波バリ取り事例一部

与滚筒研磨法的比较

滚筒研磨是一种广泛使用的、有效的表面改质、研磨及去毛刺的方法。但是对于金属、塑料的复合部品及电子回路部品,以及不希望表面改质研磨的产品则不适合。而且应注意到产品会被研磨粉、滚筒复合物严重污染的情况。同时,边角部会被磨成R角。细微的止孔、交叉孔、产品内部的角等用最先进的精密加工技术加工出来的部位的精密去毛刺也不适合。另外,由于大多是长时间的间歇式批量处理,很难进行生产线化。还有废水处理问题,并且一般还需进行强力超声波再清洗。。

去毛刺影像例
バリ取り映像の1例

又,有一种作为改良机型的磁力滚筒,污染少,不需要考虑排水处理,但仍然具有滚筒研磨的基本特征。基本上对于清理对象的内部去毛刺很困难。当然,对有磁力影响的产品也不适合。。
超声波去毛刺不会使边角形成R角。作为特殊例子,将超声波和磨粒并用的方法有一些已得到实用化,并取得实绩,但边角控制目前还不能象滚筒处理法那样擅长。但是,由于没有污染,可进行大量生产线化处理,根据不同条件对于细微的止孔、交叉孔(有时不容易)及细小的M2以下的螺纹孔的去毛刺,超声波是非常合适的。对于0.125mmφ的光纤接头的进口处的μ级毛刺,除了超声波清洗之外,其他方法都很困难。对于用滚筒难于处理,复杂精密部品的微小毛刺,用超声波去除最合适,同时,在滚筒处理法具有良好效果的场合,也可以考虑将超声波清洗作为其后的精密洗净及精密去毛刺使用。

与高压喷射清洗法的比较

50?以上的高压喷射的场合,清洗对象固定困难,同时伴有对清洗对象的破坏。因此,市场销售的高压喷射机的压力范围一般在15?~50?。高压喷射时,为了确保一定的喷射面积,不采用直进喷嘴而采用扇形或圆锥形的喷嘴,这不能成为去毛刺,而是高压(?)喷射清洗。
将由超声波产生的真空空洞的每秒20000次以上的正负冲击波与只有一个方向的喷射比较是困难的,在用于检查去毛刺效果的涂料剥离试验下得到的试验结果是比25MPa的高压喷射更强(喷嘴径5mmφ,50mm距离垂直喷射),大约与50MPa相当。一个一个单个的真空空洞的正负冲击波已经确信是远大于此的,作为宏观的平均值大概差不多是这个数值。。
高压喷射是冲击力很大的喷射水流,而超声波真空空洞是高速反复正负发生,其冲击力可将微小污物扩散,但强度上比高压水流要小。但是,与高压喷射去毛刺时喷射面积只有一个喷嘴φ5mm的小面积相比,超声波的照射面积,即使是1200W最小的机型也可覆盖300mmx200mm的面积。另外高压喷射与滚筒研磨及喷砂一样是一个方向的冲击力,在这种冲击力下,毛刺被折弯而贴在工件上,可能变得更加难以去除。特别是小的止孔深处的毛刺,不仅不能去除反而被压得更紧。而超声波去毛刺的一个非常大的特征就是负方向的冲击波更大,因此可将倒伏的毛刺拔起,或将破碎的毛刺剥离去除。
当然,与高压喷射不同的另一个优势是不需花费劳力对工件进行固定,因此即使是微小精密产品也可集中处理。当前,被认为用高压喷射处理很困难的汽车阀体、变速箱齿轮类、油压机的转子等产品,超声波去毛刺清洗已经得到很好的应用。经过不断的改进,逐步达到稳定的超过50MPa的能力。在从电子部品、电脑部品等的微小毛刺到机械加工部品毛刺的去除上都得到广泛的应用。
与其它设备不同,该设备维护很容易,不使用特殊泵,不限使用场所,耗电量极少,使用成本很低。
[当然的是,该超声波去毛刺技术,是基于柴野理论的、本公司独有的技术,并非一般普通的超声波技术,特此说明。]

与燃烧去毛刺法的比较

在密闭压力容器中使火药或燃气爆炸,通过以此产生的压力和高热来去除毛刺。作为一个大胆的设想,这种方法给人留下深刻印象。通常可用作马达缸体、液压机器等产品的去毛刺。与采用某种机械力去毛刺相比,这是利用高热将毛刺熔化去除的方法。其问题是,高热会使表面烧蚀,作为成品还需采用酸洗,再用碱中和,最后喷淋洗净。另外,清洗对象有很大限制,电子部品、复合部品、橡胶、塑料不能使用。其最大的难点是火药或燃气的管理,不能容易地导入,且设备价格极高。
而超声波去毛刺法不需要后处理,没有危险性,不管是谁都能很容易地操作。超声波的冲击力也超过燃烧法,除去很少的部分场合之外,超声波去毛刺都是最值得考虑的方法。

与冷冻滚筒研磨法的比较

这种方法是为了去除橡胶毛刺,将冷冻和喷砂技术结合发展而来的。通常在零下80℃以下使用。对于橡胶等的去毛刺具有别的方法所没有的特长。当然,处理后还需要进行超声波清洗。同时因为还使用喷砂,必须将进入狭小间隙及止孔的喷砂材料去除。另外,超声波冷冻去毛刺法现在也在开发中。

与毛刷、竹刀等方法的比较

这是目前使用最多的方法之一,主要是采用人工处理。这种方法毛刺去除不均匀,且会成为被称为二次毛刺的更细微毛刺形成的根源。其中很多都可被超声波去毛刺代替,而且不需要象人工去毛刺那样必须再次洗净。

与电解去毛刺法的比较

在浓盐水中,在毛刺和电极之间放电,通过电流的热量使毛刺熔化去除。用这种方法,如果是不锈钢,会产生六价铬、盐水处理、重金属处理、电极管理等问题,另外,盐会使装置寿命缩短,使用时间逐渐减少。其中大部分都可用超声波去毛刺代替。

超声波去毛刺特长的总结

超声波去毛刺具有很多其他方法不具备的特长。

  1. 对材质无限制。
    金属?塑料?橡胶?陶瓷?玻璃及其复合材,虽然在难易度上有差别,但基本上任何材质均可对应。
  2. 不限形状,多方向发生的毛刺、内面公差孔等均可作为清洗对象。
  3. 清洗数量无限制。从一个到几万个,均可一次或连续处理。
  4. 无有害物产生,不使用危险品,只用水清洗。
  5. 不污染清洗物,在清洗的同时进行去毛刺。可进行精密清洗。
  6. 使用时,不需要特殊技术和技能。另外,易于实现自动化,管理容易。
  7. 最大的优点是,微小毛刺(μ级)可迅速、确实地去除。是今后精密加工唯一能对应的手段。
  8. 消耗品少,只有过滤器等,运营成本低。
  9. 关于设备的成本,目前不管采用何种方法,去毛刺后都需要精密超声波清洗。而超声波去毛刺清洗设备只需一次投入,因此从营业战略上说,与其他竞争手段相比,作为系统方案成本是非常低的。
  10. 干燥工序也可生产线化,污物的再附着少,最适合于精密部品加工机的处理。
  11. 因为具有以上优点,因此可设置在洁净室这样的环境中,不象其他的清洗手段需要隔离的专门去毛刺清洗室,管理成本亦可减低。
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