Ultraschall durch Magnetostriktion vs. Piezoelektrizität

Der Ultraschall durch Magnetostriktion ist eine der ältesten Ultraschalltechnologien, die vielerorts von der Piezoelektrizität abgelöst wurde. Doch wie unterscheiden sich diese beiden Verfahren? Und inwieweit eignet sich die magnetostriktive Ultraschallreinigung besonders für Formen und Werkzeuge?

Mit seinem Wirkungsprinzip ist der Ultraschall durch Magnetostriktion eine der ältesten Ultraschalltechnologien. Allerdings hatte diese Technik in der Vergangenheit nur einen sehr geringen Wirkungsgrad.

Später wurde die Piezoelektrizität entdeckt, die sehr billig ist und zudem kostengünstig aus Asien importiert werden kann. Aus diesem Grund konzentrierten sich viele Unternehmen auf die Piezoelektrizität.

Doch welche Vorteile gibt es genau? Und inwieweit eignet sich die magnetostriktive Ultraschallreinigung besonders für Formen und Werkzeuge?

 

Der Ultraschall durch Magnetostriktion

Wir haben unsere Arbeiten an der magnetostriktiven Ultraschalltechnologie weiter fortgesetzt und unseren Magnasonic-Ultraschall entwickelt. Diese Technik ist viel wirkungsvoller und vor allem tritt dabei im Gegensatz zu piezoelektrischen Sensoren kaum Verschleiss auf.

Folglich gibt es magnetostriktive Ultraschall-Reinigungsanlagen, die seit 20 Jahren einwandfrei funktionieren und auch heute noch den gleichen Ultraschallsender wie bei ihrer Installation verwenden. (Abbildung 1)

Mit der piezoelektrischen Technologie ist dies nicht möglich. Hier liegt die Lebensdauer der Sender im Allgemeinen zwischen 4.000 und 6.000 Stunden.

Das bedeutet, dass die Sender alle ein bis zwei Jahre ausgewechselt werden müssen. Bei unserer magnetostriktiven Technologie ist dies nicht der Fall.

 

Der Vergleich

Für die Reinigung von Formen und Werkzeugen ist die magnetostriktive Technologie besser geeignet, denn;

  • Bei der Reinigung der Formen steigen die Temperaturen bis auf 95 °C, während die Temperatur bei der Reinigung von Komponenten in der Regel 40 bis 50 °C beträgt. Die magnetostriktive Ultraschalltechnologie kann problemlos bei diesen hohen Temperaturen und für lange Betriebszeiten eingesetzt werden, ohne dass am Sender Verschleisserscheinungen auftreten. 

  • Der magnetostriktive Ultraschall ist ein sehr niedrigfrequenter Ultraschall. Im Allgemeinen liegt der Frequenzbereich des Ultraschalls in den Wannen zwischen 18 und 20 kHz.

  • Zusätzlich – und das ist genauso wichtig – modulieren wir die Frequenz kontinuierlich zwischen 18 und 20 kHz. D. h. wir haben keine stehende Welle. (stehende Wellen verursachen Kavitationsschäden - wie in Abbildung Nr. 2 zu sehen ist)

 

Sehr grosse Blasen zur Reinigung stark verschmutzter Oberflächen

Durch die niedrige Frequenz entsteht ein weiterer Vorteil: Mit sehr niedrigen Frequenzen werden sehr grosse Blasen erzeugt.

Was bedeutet eine grosse Blase? Eine grosse Blase enthält viel Energie. Diese Blasen entstehen in der Flüssigkeit und wenn sie an die Oberfläche steigen, implodieren sie und bilden sehr starke flüssige Mikrojets, die den Schmutz abtragen.

Bei höheren Frequenzen habe ich kleinere Blasen, die für die Reinigung nicht so effektiv sind. Mit grossen Blasen können wir stark verschmutzte Oberflächen relativ gut reinigen.

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Produktgruppen:
Peripherie, Produkte für Kunststoffverarbeitung
    Werkzeugreinigung

Ihre Kontaktperson für dieses Fachwissen
Foto von  Marco Höfler

Marco Höfler

FISA Ultraschall GmbH