Metodi di Pulizia: Stato dell’arte Lavatrici a circuito chiuso Lavatrici ad ultrasuoni Lavatrici al Plasma Lavatrici al Laser Letto Fluido Lavatrici a circuito chiuso Lavatrici ad ultrasuoni Lavatrici al Plasma Lavatrici al Laser Letto Fluido Lavatrici a Spruzzo, ad Agitazione,etc. Utilizzo di Solventi Camera di Lavaggio a chiusura ermetica Contatto totale e turbolento (energetico) fra superficie solvente e detergente

Metodi di Pulizia: Stato dell’arte Vasca Lavatrici a circuito chiuso Lavatrici ad ultrasuoni Lavatrici al Plasma Lavatrici al Laser Letto Fluido Generatore Trasduttore Cavitazione Ultrasonora Formazione di Microbolle Compressione Implosione e rilascio di energia

Metodi di Pulizia: Stato dell’arte Lavatrici a circuito chiuso Lavatrici ad ultrasuoni Lavatrici al Plasma Lavatrici al Laser Letto Fluido Vantaggi: Assenza di solventi Elevata efficienza Elevata rapidità Svantaggi: Costi elevati Limite al tipo di contaminanti eliminabili (Plasma) Potenziale danneggiamento superficie (Laser)

Descrizione del processo Tranciatura Sarebbe auspicabile introdurre una ulteriore fase di verifica del grado di pulizia superficiale Controllo Dimensionale Sgrassaggio Rilevazione Spettrofotometrica Die-Attach

Sistema di Rilevazione Spettrofotmetrico Fluorescenza La capacità di un corpo di emettere luce visibile quando viene irradiato da una sorgente di luce non visibile (ultravioletta) Radiazione Eccitante Radiazione secondaria (Fluorescenza)

Sistema di Rilevazione Spettrofotmetrico Fluorescenza Interpretazione del fenomeno E1= h*ν1 E2= h*ν2 τ Energia Sorgente Ultravioletta: E1 λ1 < 380nm Energia riemessa: E2 E2 < E1 ν2 < ν1 λ = c / ν λ2 > λ1

Sistema di Rilevazione Spettrofotmetrico Castrol Iloform BWN 300 Lubrificante Fluorescente Radiazione Eccitante λ1 = 330nm Radiazione di Fluorescenza λ2 > λ1

Sistema di Rilevazione Spettrofotmetrico Strumenti di Rilevazione Supporto per il campione Supporto per i Campioni Lampada Monocromatore Lenti di focalizzazione Lampada Monocromatore

Sistema di Rilevazione Spettrofotmetrico Supporto per il campione Campione delle prove sperimentali: singolo elemento dissipativo del frame

Sistema di Rilevazione Spettrofotometrico Segnale Frame Sporcato Segnale Frame Pulito

Sistema di Rilevazione Spettrofotometrico Segnale Frame Sporcato Scala Logaritmica Segnale Frame Sporcato Segnale Frame Pulito

Sistema di Rilevazione Spettrofotometrico Segnale Frame Sporcato Range Standard 400-440nm Segnale Frame Sporcato Segnale Frame Pulito

Interpretazione dei risultati Lavaggio Efficace: rimozione completa delle impurità superficiali Dopo il trattamento riotteniamo il segnale iniziale

Interpretazione dei risultati Lavaggio non Efficace: rimangono tracce di impurità (olio, solvente, etc.) Dopo il trattamento non riotteniamo il segnale iniziale

Metodi di Pulizia: Stato dell’arte Lavatrici a circuito chiuso Lavatrici ad ultrasuoni Lavatrici al Plasma Lavatrici al Laser Letto Fluido

Metodi di Pulizia: Stato dell’arte Lavatrici a circuito chiuso Lavatrici ad ultrasuoni Lavatrici al Plasma Lavatrici al Laser Letto Fluido Fluidizzazione Operazione che porta un particolato solido in uno stato fluido attraverso la sospensione in un liquido o gas

Lubrificante ILOFORM BWN 300 Sperimentazione: materiali utilizzati Aspetto Liquido limpido Colore Giallo Massa volumica a 15° 0,850 Kg/dm3 Viscosità 40°C 8 cSt Punto Infiammabilità (PM) 132° C Densità relativa (a 20°C) Idrosolubilità Insolubile Lubrificante ILOFORM BWN 300 Aspetto solido Odore nessuno Punto di rammollimento 700°C Punto di fusione 1200°C Solubilità nessuna Punto di infiammabilità Peso specifico 2,45-2,50 kg/dm3 Microsfere di vetro Granulometria 300-400 mm 400-800 mm

Lamierino forato in posizione verticale Sperimentazione: studio del comportamento del letto 3 prove ciascuna con Q = 7, 10, 15 m3/h per ogni portata 6 campioni trattati dai 10 ai 60 min altezza del letto fissa pari a 20 cm Zona bugnata del frame E’ stato osservato, considerando un’altezza del letto a riposo di 20 cm circa, che il regime a bolle si raggiunge perfettamente già con una piccola portata d’aria di 7 m3/h, quando la si aumenta fino a 15 m3/h, lo stato cambia diventando “disperso” e si ha la fuoriuscita della polvere di vetro dal reattore. Per mantenere l’altezza del letto costante quando si lavora con portate più elevate, bisogna allora prevedere una copertura del letto che lavora così sottopressione. Per mantenere l’altezza del letto costante quando si lavora con portate più elevate, bisogna allora prevedere una copertura del letto che lavora così sottopressione. Dall’analisi dei campioni si è visto che è già con tempi brevi di 10-15 minuti si riesce ad ottenere una discreta pulizia del lamierino. Questo è stato un primo risultato positivo, poiché 10-15 minuti sono proprio i tempi industriali di sgrassaggio dei frames, per cui se l’asportazione di olio con il letto fluido necessitava di tempi maggiori, sarebbe stato difficile considerarlo come alternativa al metodo attuale di pulizia della Sat. Lamierino forato in posizione verticale Regime a bolle già con una portata d’aria di 7 m3/h

Tempi di trattamento maggiori Miglior grado di pulizia 2aSerie H = 20 cm, Granulometria = 400-800 mm, Portata d’aria = 8 m3/h 1aSerie H = 20 cm, Granulometria = 300-400 mm, Portata d’aria = 8 m3/h Si osserva facilmente che all’aumentare del tempo di lavaggio il segnale del metallo trattato tende ad avvicinarsi sempre di più a quello del metallo pulito. Tempi di trattamento maggiori 3aSerie H = 20 cm, Granulometria = 400-800 mm Portata d’aria = 15 m3/h Miglior grado di pulizia

buona ripetibilità delle prove 0,0009 0,0003 0,0001 0,004 0,001 0,0007 1aSerie H = 20 cm Granulometria = 300-400 mm Portata d’aria = 8 m3/h 0,004 0,001 0,003 2aSerie H = 20 cm Granulometria = 400-800 mm Portata d’aria = 8 m3/h 0,004 0,001 0,003 Varianza piccola In accordo con tutto quello che è stato detto, a 20 s il provino è meno sporco che a 5s. Di conseguenza la percentuale di olio residuo diminuisce con il tempo di trattamento. Nel grafico successivo viene evidenziata proprio questa diminuzione dell’impurità del campione rappresentando, ad una lunghezza d’onda di 420 nm, la percentuale media di olio che resta dopo 5, 10, 20 secondi di lavaggio con il letto fluido. I punti sperimentali sono”fittati” abbastanza bene da una curva di tipo esponenziale del primo ordine del tipo: con a e b parametri dipendenti dal tipo di prova. Nella tabella seguente vengono riportate le percentuali di olio residuo dei quattro provini, la loro media e la varianza. Quest’ultima informazione serve a capire quanto è grande la dispersione dei dati rispetto alla media. 3aSerie H = 20 cm Granulometria = 400-800 mm Portata d’aria = 15 m3/h buona ripetibilità delle prove

Una portata maggiore. diminuisce la durata del. trattamento, Una portata maggiore diminuisce la durata del trattamento, ma aumenta la potenza che bisogna fornire al compressore. Aumentando il tempo di processo invece, è possibile lavorare con una potenza più bassa del compressore e raggiungere lo stesso grado di pulizia. Una granulometria più piccola aumenta l’efficienza del letto e si ha una maggiore asportazione di olio.

Forze di adesione

Sperimentazione: Letto fluido Aumento durata Trattamento Aumento efficienza Massimo: 100% ottenuto con durata di circa 60s

Sperimentazione: Lavaggio ad ultrasuoni Prove Sperimentali: 6 intervalli di tempo 10 prove per ogni intervallo C C Cl Apparecchiatura Sperimentale Aumento durata trattamento = Grado di pulizia costante Percloretilene Incolore – Inodore Basso punto di ebollizione Volatile Inquinante Pericoloso Condizioni Sperimentali Solvente sostituito a seguito di ogni prova

Sperimentazione: Lavaggio ad ultrasuoni Aumento durata Trattamento Inizialmente l’efficienza rimane costante Oltre i 45s diminuzione efficienza

Sperimentazione: Lavaggio ad ultrasuoni Diminuzione efficienza Aumento durata trattamento = Aumento temperatura Solvente Effettuate 36 prove preriscaldando il solvente e monitorando la sua temperatura E’ risultato particolarmente sfavorevole accoppiare temperature del solvente elevate con durate del trattamento superiori ai 30s