Limpeza de ferramentas e peças antes de tratamentos superficiais

Limpeza de ferramentas e peças antes de tratamentos superficiais

A garantia de aderência de recobrimentos e tratamentos como PVD, CVD, Nitretação a Plasma, Cromação, entre outros, é obtida desde que a superfície do material esteja isenta de óleos e partículas metálicas, sendo necessário utilizar de tecnologias extremamente eficientes para limpeza de impurezas

Os termos alta eficiência e alta produtividade são uma busca constante por engenheiros e empresas todos os dias, para isso processos de alta tecnologia são aplicados nos meios de produção de forma a trazer confiabilidade e repetibilidade aos processos.

O processo de limpeza deve ser levado a sério, e o auxílio de empresas especialistas no processo de limpeza é importante nesse momento. São raras as empresas que detêm a tecnologia do processo como um todo. Devido a muitas informações serem difundidas em países da Europa e Estadas Unidas, empresas nacionais que não possuem parcerias internacionais acabam não tendo acesso a esse nível de informação. O processo é complexo e necessita de diversos componentes para seu pleno funcionamento, tais como desengraxante específico para a aplicação, água deionizada de alta pureza com controle rígido de condutividade, posicionamentos das peças, inibidores de corrosão, ambiente controlado, entre outros.

Apresentamos a seguir um pouco mais da tecnologia de limpeza por ultrassom, tecnologia essa que está presente em uma vasta área de aplicações, sendo as principais: limpeza, solda, peneiramento, umidificadores e homogeneização.

Nessa matéria focamos a utilização da tecnologia de ultrassom para a limpeza de superfícies, hoje a limpeza por ultrassom é considerada a mais eficiente para essa finalidade.

Existem diversos métodos para limpeza de peças e ferramentas, hoje devido a complexidades e tipos de cobertura a escolha da metodologia de limpeza é importante para maior produtividade, qualidade e maior durabilidade da cobertura.

Para a garantia de aderência e qualidade final dos processos de PVD, CVD, Nitretação a Plasma, Cromação, entre outros, é fundamental que a superfície do material esteja isenta de óleos e partículas metálicas. É necessário a utilização de tecnologias extremamente eficientes para limpeza de forma a garantir uma superfície isenta de impurezas.

Conhecendo a tecnologia de ultrassom

O método mais moderno do mundo quando o assunto é limpeza de peças, limpeza de precisão, é o ultrassom, seja aplicado em peças pequenas, médias ou grandes, penetra em locais de difícil acesso, furos, galerias, superfícies lisas e porosas, dutos, roscas e etc.

A principal vantagem é o grau elevado de limpeza das peças em um tempo mínimo, sem trabalhos manuais adicionais e sem danificar as peças.

Para uma frequência de, por exemplo, 25 kHz, a temperatura se eleva em curto espaço de tempo a mais de 5000°C (condição como na superfície do sol) e pressão de até 500 bar. Estas altas temperaturas e pressões podem destruir estruturas frágeis ou eliminar pequenas bactérias.

Ultrassom é a ciência das ondas acima dos limites audíveis do ser humano. Basicamente a limpeza ultrassônica se consegue submergindo o objeto em um líquido de limpeza adequado e fazendo passar à energia ultrassônica através deste líquido, gerando desta forma a cavitação, realizando a limpeza.

São utilizadas ondas ultrassônicas justamente porque sua elevada frequência provoca um efeito físico chamado “Cavitação” (Fig. 1), aplicado nos processos de limpeza superficial, fenômeno que funciona como uma escovação invisível que não agride ou danifica nenhum tipo de superfície.

O efeito da implosão é a formação de ondas de transmissão de elevada intensidade que se propagam na direção radial do centro da implosão; se no líquido é presente um corpo sólido (neste caso, a peça a ser lavada) a direção de propagação desta onda é assimétrica com relação ao centro, e resulta preferencialmente em direção da superfície sólida.

A onda de propagação se associa a um jato de líquido, indo direto para a superfície sólida a uma velocidade próxima de 400 km/h. São estes dois efeitos que fornecem a energia mecânica necessária para permitir a limpeza das peças.

Para que seja gerado o ultrassom, é necessário utilizar um conjunto formado de transdutor ultrassônico e gerador de ultrassom.

O gerador tem a função de transformar a frequência da rede elétrica 60 Hz em alta frequência que varia de 25kHz (25.000Hz) até 80 khz (80.000Hz). Esse gerador deve ser estável para que o processo não tenha variações de funcionamento.

Os transdutores utilizam cristais piezoelétricos, esses cristais são formados por matérias que têm a função de transformar energia elétrica em energia mecânica, tem propriedade de gerar vibração. Quando o transdutor recebe a alta frequência do gerador tende a gerar oscilação mecânica, essa oscilação dentro do líquido gera o fenômeno de cavitação.

O sistema de limpeza por ultrassom pode ser instalado em tanques já existentes e linhas de galvanoplastia. Existem sistemas modulares de ultrassom compostos de transdutores de imersão (tube resonators) (Fig. 2) que são construídos em aço inox 316L e geradores ultrassônicos.

Os transdutores de imersão (Fig. 3) são imersos mergulhados dentro do tanque. Quem determina a quantidade de transdutores de imersão dentro do tanque é a quantidade de litros e sujeira a serem retirados da peça.

O melhor método para mensurar se o ultrassom está eficiente é analisar a energia de cavitação dentro do meio liquido através do instrumento denominado cavitômetro.

Tendências para o futuro

O assunto limpeza é tão sério, que hoje temos normas específicas para definir quanto à limpeza de peças e como mensurar se a peça está limpa, como a norma ISO 16232 e VDA vol. 19. O termo cleanliness (residual de sujidade) também começa a ser difundido entre as empresas no Brasil, termo que é conhecido já faz há muitos anos na Europa.

Um número crescente de peças automotivas e componentes já tem requisitos especificados quanto ao residual de sujidade, isso ocorre pois, tolerâncias menores tornam sistemas mais sensíveis à sujeira/partículas. Vida útil de sistemas/componentes esté correlacionada e partículas grandes podem causar a perda de função de sistemas.

Empresas que estiverem preparadas para esse novo desafio estarão um passo à frente.

Para mais informações, contate: Fernando Dias, diretor da Enge Solutions, São Paulo – SP, tel: (11) 3483-8552; (11) 8634-5657, fernando.dias@engesolutions.com.br

 

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