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Oct 23, 2023

超音波洗浄

Così come la collina Von Trapp risuonava di musica e del rumore dei motori.

フォン・トラップ家の丘が音楽の音で活気に満ちていたように、エンジン工場は超音波洗浄の音でより身近になり、収益も得られるようになりました。 多くの店舗は、他の業界で長年にわたって存在してきたこれらの驚異的なクリーニングの 1 つを追加する方法を模索していますが、現在は小規模店舗でもより手頃な価格で提供されています。

新入社員のほとんどは清掃部門からスタートします。 そこでハッキングできないのであれば、経験の浅い人に加工をさせることは不可能です、それは確かです。 掃除は地味な仕事だと思われているかもしれませんが、実は最も重要な仕事の一つです。 ショップは通常、再構築手順でいくつかの洗浄方法を採用しています。これには、新しい担当者に肉体労働をさせることも含まれます。これは、部品が再び使用可能になって顧客に発送されるときに、部品が「新品同様」である必要があるためです。 洗浄は、あらゆるエンジン製造作業の中で最も時間のかかるプロセスの 1 つであると付け加えてもおそらく公平でしょう。

部品をきれいにするために古い方法と熟練していない手作業が依然として機能していますが、多くの店にはその作業を行うための余分な人手がありません (このトピックについては、38 ページで詳しく説明します)。 また、刺激の強い化学物質の使用や廃棄物の処理方法を取り締まる規制も増えています。 では、これらすべての障害に直面したとき、エンジンビルダーは何をすべきでしょうか? 可能な限り自動化します。

洗浄から機械加工に至るまで、エンジン製造業者は実践的なアプローチを捨て、より環境にも優しい自動化された方法を支持しています。 いくつかの方法と同じくらい効果的なシステムを探している場合は、超音波洗浄がショップにとって良い選択になるかもしれません。

Engine Builder 誌が最近行った Machine Shop Market Profile 調査では、回答者は生産時間の 22% をエンジン部品の分解と洗浄に費やしていると回答しました。 そして、この傾向は 5 年前の 14% から増加しています。

あるエンジン製造業者は、彼の店ではエンジン 1 台あたりの洗浄だけで約 4 時間を費やしていると語った。 これに、1 か月あたりに製造されるエンジンの総数 (平均 24 基) を掛けると、1 か月あたり 96 時間を清掃に費やしていることになります。 超音波洗浄システムは、手作業で行う作業時間を短縮するのに役立ちますが、手作業による洗浄が必要なため、まだ 100% 自動化されていません。

ただし、すべてのマシンが同じではないため、インターネットで見つけられる最も安価なマシンを購入する前に、まず下調べを行う必要があります。 超音波機械にはさまざまな形やサイズがあり、宝飾品業界で長年にわたって一般的に使用されてきました。 宝石商は、さまざまな種類の金属で作られた指輪、ネックレス、ブレスレットを洗浄するために小型の卓上機械を使用することがよくあります。 これらの機械は、その業界に適した頻度で動作しますが、エンジン部品の洗浄に関しては、必ずしも最適な選択であるとは限りません。

超音波洗浄機は熱いタンクに似ているかもしれませんが、その秘密は洗浄液中に生成されるキャビテーション (形成されて崩壊する気泡) にあります。

「超音波により、部品の表面に爆縮キャビテーションが発生します」と、ArmaKleen Company の上級化学者である Andy Logan 氏は述べています。 「これらの爆縮は、除去される土壌の完全性を破壊します。」

超音波システムは、トランスデューサーを使用して電気エネルギーを音波に変換し、その結果、キャビテーション泡が発生して部品をこすります。 泡は表面に沿って急速に形成および崩壊し、小さな隙間や調理室にも浸透します。 泡が崩壊すると、汚れや粒子が表面から溶液の上部まで引き離されます。

「可変トランスデューサーを使用すると、音波を調整できます」とローガン氏は説明します。 「しかし、可変チューニングは部品損傷のリスクをもたらします。周波数が低いほど、音波は基板に浸透します。周波数が低いと、鋼鉄さえも損傷する可能性があります。」

低周波を使用すると大きなキャビテーション泡が生成されますが、高周波を使用すると小さなキャビテーション泡が生成されます。理想的な速度は洗浄対象によって異なります。 ほとんどの場合、エンジン製造業者はシリンダー ヘッドやブロックなどのエンジン コンポーネントには低周波が適していると考えていますが、小さな部品は高周波で洗浄できる場合があります。

ローガン氏によると、ほとんどの部品洗浄機には設定周波数トランスデューサーが付いています。 「40 kHz は、基材へのダメージを最小限に抑えながら良好な汚れ洗浄を実現する、妥協の余地のある音の周波数です。スチール基材は、40 kHz での洗浄サイクル中に損傷を受けません。」

油の多い部品を洗浄するには頻度が重要ですが、掃引速度も同様に重要です。 CTG グループのグローバル OEM セールス マネージャー、リッチ パネビアンコ氏は次のように述べています。「固定レートの周波数では水中に固定信号が送信され、洗浄プロセス中に同じエリアにホットスポットが生成されるため、部品が損傷する可能性が高くなります。」 Blackstone-NEY Ultrasonic のメーカー。 「一方、スイープはタンク内での超音波の絶え間ない移動動作であり、ホットスポットの発生を防ぎます。」

周波数のほかに、超音波洗浄器に使用される薬品も重要です。 ArmaKleen の Logan 氏によると、超音波は音波を運ぶ水だけで十分ですが、グリース、オイル、その他の疎水性炭化水素の場合、超音波ではそのような種類の汚れを水に溶解することはできません。 。 「炭化水素汚れを溶解する水の能力を高める界面活性剤やその他の添加剤を含む洗浄剤を使用すると、超音波によって炭化水素汚れを基材から除去できます。」

水より強力な化学薬品を使用している場合は、部品の汚れ具合やシステムの使用頻度に応じて、溶液を監視し、変更する必要があります。 ローガン氏は、化学溶液は「部品の土壌負荷、超音波槽のサイズ、超音波槽に投入される部品の数に依存する」と主張しています。 つまり、「洗浄効果が落ちてきたらお風呂を変えたほうがいい」ということです。

クリーナーを交換した後、超音波マシンの電源を最初に入れた後、泡立ちが問題になる場合があります。 「洗浄槽には大気ガスが溶解しているでしょう」とローガン氏は続ける。 「超音波は洗浄剤のガスを抜きます。この最初のガス抜き中に、いくらかの泡が発生する可能性があります。この最初のガス抜きの前に、バスを動作温度まで加熱することをお勧めします。洗浄温度が高いほど、溶液が多ければ多いほど、溶解するガスは少なくなります。また、クリーナーが複数のマシンに対応している場合は、温度が上昇すると消泡剤が活性化されます。」

当社の専門家によると、ほとんどの場合、部品は超音波洗浄機で単独で洗浄できるため、技術者は他の作業に移ることができ、プロセスの生産性が向上します。 Safety-Kleen & ArmaKleen の部品洗浄技術担当ディレクター、マイク ハンセン氏は、「当初は、この技術が定期的に洗浄される部品に戻ってくることになります」と述べています。 「しかし、超音波洗浄プロセスに慣れるにつれて、遭遇するほとんどの部品を洗浄するのにどれくらいの時間がかかるかがわかるようになります。顧客の特定の用途にもよりますが、通常、超音波洗浄器の後に追加の洗浄は必要ありません。場合によっては、加工プロセスの次のステップに進む前に、簡単な最終すすぎや部品の拭き取りだけで済む場合もあります。」

エンジン製造ショップでの超音波洗浄機の使用と受け入れは、さまざまな理由から増加傾向にありますが、見返りがなければ、ほとんどのショップは超音波洗浄機を購入しないでしょう。 この機械は従来の洗浄システムよりも高価ですが、店舗が購入して損益分岐点に達するまでにどのくらいの時間がかかるのか、またどのような融資が受けられるのかを知りたいと考えていました。

パネビアンコ氏は、機器のROIは主に、超音波を使用して洗浄を行うことで節約できる人員と時間と比較して、企業が手動洗浄プロセスにどれだけの労働者と時間を費やさなければならないかによって決まると述べています。 「ROI が 4 ～ 6 か月という短期間で得られることも確認していますが、10 か月から 1 年以上かかる場合もあります。それは、現在のプロセス、達成したいことを理解し、ビジネスが ROI を達成できる期間を決定することにかかっています。 。」

ハンセン氏によると、ほとんどの機器会社は、店舗が必要な機器を購入できるよう、独立した融資/リース会社を提供する予定だという。 「私がこれまで見てきたほとんどのケースでは、顧客は 24 ～ 36 か月間融資/リースし、最終的には 1 ドルで買い取ります。」

多くの小規模店は、最初は節約効果を確認するために小さなテーブルトップから始めますが、全体的なメリットとコストの節約が確認できたら、より大きなユニットに戻ってくるだけです。」とパネビアンコ氏は付け加えました。

洗浄時間を短縮しながら品質基準を維持したい場合は、今が将来に目を向けて超音波システムを追加する良い時期かもしれません。 掃除の音はジュリー・アンドリュースのレベルには届かないかもしれませんが、長期的に節約できるお金は間違いなくあなたに後押しを与えます。