Corte por ultrasonidos

¿Qué materiales se pueden cortar con ultrasonidos?

El corte por ultrasonidos es especialmente popular en la industria alimentaria. La tecnología de corte ultrasónico se emplea frecuentemente, por ejemplo, con tartas, chocolatinas, quesos, pasteles y wraps, ya que este proceso no deforma ni daña los alimentos. La consistencia de los alimentos no afecta a la hora de conseguir un corte preciso. Pueden ser frescos, congelados, quebradizos, cremosos o compuestos por varios elementos.

Los textiles técnicos, los no tejidos y las telas también se pueden cortar de forma más eficiente con ultrasonidos, ya que la cuchilla vibratoria no solo separa al cortar, sino que sella además los bordes al mismo tiempo.

También se pueden cortar sin ningún problema incluso materiales más gruesos y elásticos, como los plásticos o el caucho, por ejemplo, en la producción de juntas de ventanas o neumáticos de automóviles, pues la cuchilla vibratoria se desliza a través del caucho con una presión mínima gracias a la baja fricción superficial. El material se funde en la superficie límite y apenas ofrece resistencia a la cuchilla.

¿Cómo funciona el corte por ultrasonidos?

Al igual que en el caso de la soldadura por ultrasonidos, la tecnología de corte por ultrasonidos utiliza también un sonotrodo. Al cortar, este elemento recibe el nombre de sonotrodo de corte, ya que tiene una cuchilla afilada. Esta cuchilla ultrasónica está tan afilada como un cuchillo de cocina convencional. Sin embargo, el proceso de corte se basa en un principio diferente. Con el cuchillo de cocina, el alimento se divide al ejercer presión y fricción superficial. Sin embargo, el caucho, por ejemplo, no puede cortarse de esta manera.

Con el corte por ultrasonidos, la cuchilla ultrasónica se desliza casi sin esfuerzo a través del producto gracias a la vibración y la fundición del material por los ultrasonidos. El producto dividido apenas ofrece resistencia a la cuchilla vibratoria ultrasónica. Por tanto, el alimento no se deforma y la cuchilla tampoco se queda atascada en el caucho. La cuchilla también se desliza a través de textiles con contenido de termoplástico con solo una ligera presión gracias a la fundición de las superficies de corte y la baja fricción.

La fundición tiene lugar únicamente a través de la energía aplicada por medio de ultrasonidos. Esto es una gran ventaja a la hora de cortar alimentos, ya que los productos sensibles (a la temperatura), como el queso o los pasteles, también se pueden cortar limpiamente.

El corte de alimentos por ultrasonidos es además una tecnología limpia, pues los residuos adheridos a la cuchilla se eliminan a través de la vibración del proceso de corte. La cuchilla no se pega ni se ensucia, se mantiene limpio.

¿Qué requisitos puede cumplir la tecnología de corte por ultrasonidos?

• La cuchilla ultrasónica produce cortes lisos y reproducibles, tanto si necesitar cortar láminas de PE, PP o PVC, dividir queso en lonchas o cortar pasteles.
• Los productos, desde tartas hasta plásticos, conservan su forma tras el corte por ultrasonidos.
• El corte por ultrasonidos es adecuado para materiales sensibles a la temperatura, ya que la cuchilla ultrasónica fría no causa daños térmicos. Las chocolatinas se derriten en la mano, pero no al cortarlas con ultrasonidos.
• Gracias a la tecnología ultrasónica, se obtienen ciclos muy cortos para el corte de alimentos, textiles o plásticos. También es posible realizar fácilmente un corte rápido y continuo.
• Gracias al principio de funcionamiento del corte por ultrasonidos, los bordes se sellan también al mismo tiempo con un corte limpio y preciso, especialmente en el caso de textiles técnicos, no tejidos y telas. Esto evita que los bordes se deshilachen.
• Los intervalos de mantenimiento para la limpieza de la cuchilla ultrasónica son muy largos. Dado que los materiales no se adhieren como en un cuchillo de cocina, sino que la cuchilla ultrasónica se limpia repetidamente por la vibración durante el corte de alimentos, los tiempos de inactividad para limpiar el filo y las superficies se reducen considerablemente.
• Gracias al principio tecnológico, el corte de textiles es muy limpio, ya que apenas se forma polvo.

¿Cómo se integra el corte por ultrasonidos en el proceso de producción?

Los componentes de corte por ultrasonidos se utilizan en líneas de producción automatizadas y en máquinas especiales.

Corte de alimentos con ultrasonidos:

Al cortar alimentos con ultrasonidos, se diferencia entre corte temporizado y corte continuo en función del diseño de las líneas de producción.

Corte temporizado

El corte temporizado es adecuado, por ejemplo, para porcionar queso, pasteles o pan. El sonotrodo de corte divide el producto en lonchas o piezas uniformes con un movimiento de elevación vertical. Los componentes ultrasónicos se integran en el sistema de corte.

Corte continuo

Por otro lado, el corte continuo por ultrasonidos se utiliza para realizar un movimiento de corte horizontal con un corte vertical a través del producto. En esta aplicación, la cuchilla ultrasónica está instalada de forma fija y el producto se mueve sobre la cuchilla, por ejemplo, sobre una cinta transportadora. El sonotrodo de corte se desliza a través del producto y lo divide horizontalmente sin apenas resistencia y de forma precisa.

Corte ultrasónico de textiles técnicos, no tejidos y telas:

La ventaja más importante del corte por ultrasonidos de textiles, no tejidos y telas es que los bordes se funden y se sellan simultáneamente durante el corte. La producción de polvo de reduce al mínimo.

A diferencia del corte de alimentos, los tejidos no solo se automatizan, sino que también se cortan manualmente en algunas aplicaciones con ultrasonidos, por ejemplo, cuando el corte automático no es posible.

Corte continuo

Se puede aplicar un proceso de corte continuo con ultrasonidos para rollos de telas. En este proceso, las bandas de tela pueden separarse ilimitadamente y sellarse simultáneamente usando un sonotrodo de corte en las líneas de automatización. Dependiendo del tipo de tejido y material principal, pueden aplicarse diferentes velocidades. El principio se explica en este vídeo.

Corte de contornos

El corte de contornos de no tejidos y telas es similar al troquelado. En este caso, el proceso de corte se realiza mediante el golpes de punzonado. El contorno está definido. Como cuchilla, se utiliza un sonotrodo con la forma adecuada, que corta el producto en un yunque plano con cada elevación…

… o se utiliza un sonotrodo plano y la cuchilla, la «cuchilla perforadora»; esto se determina por la forma del yunque en el que se coloca el producto. En este proceso, apenas hay límites para el contorno. Las aplicaciones típicas de este tipo de corte por ultrasonidos son las mascarillas higiénicas y las mascarillas filtrantes.

Corte flexible

El corte flexible por ultrasonidos no consiste en hacer formas o cortes predefinidos, sino en eliminar el exceso de residuos de tejido en un paso de limpieza. Este paso de trabajo suele ser manual, pero también se puede automatizar. Para el corte flexible, el componente laminado se fija y la cuchilla ultrasónica se desliza alrededor de la pieza de plástico, o la cuchilla se fija y el borde del componente que va a limpiar se guía a lo largo del sonotrodo de corte.
Una aplicación típica del corte flexible es la eliminación de residuos de tela que sobresalen de las piezas de plástico tapizadas en el sector automovilístico, por ejemplo en los montantes A-B-C.

Ventajas - Alimentos:

Sin deformación
La cuchilla ultrasónica se desliza a través de los alimentos ejerciendo poca presión, lo que evita que se deforme el producto. Esto permite cortar lonchas especialmente finas y precisas incluso con alimentos delicados.

Transferencia mínima de calor al producto
El sonotrodo de corte no se calienta durante el proceso de corte. Esto es especialmente importante en el caso de alimentos sensibles a la temperatura, porque la transferencia de calor al producto es mínima y el alimento se protege de forma especial.

Sin adherencia de producto a la cuchilla
Incluso al cortar alimentos viscosos, el movimiento ultrasónico mantiene limpia la cuchilla. Los tiempos de inactividad para limpiar la cuchilla pueden reducirse al mínimo, la disponibilidad del sistema aumenta y los costes se reducen.

«Save Food»: residuos mínimo de producción
La tecnología ultrasónica es una tecnología muy precisa, por lo que los cortes son muy reproducibles y la proporción de residuos de producción se puede reducir al mínimo. Además, como la cuchilla se mantiene limpia, se reduce también el desperdicio de alimentos derivado con la producción.

Ventajas - Textiles y plásticos/caucho:

Rápido y sin apenas resistencia
El corte por ultrasonidos es una tecnología rápida. Ejerciendo poca presión, la cuchilla se desliza sin esfuerzo y rápidamente a través del material. Gracias al principio de la tecnología ultrasónica (vibración y plastificación), la resistencia del material es muy baja, lo que permite cortar con gran facilidad incluso materiales duros como el caucho.

Precisión y limpieza
Los cortes ultrasónicos son altamente reproducibles, además de muy precisos y limpios. No se ensucian ni la cuchilla ultrasónica ni los bordes de corte y apenas se genera polvo.

Corte y sellado de los bordes en un solo paso, sin deshilachado
Los textiles técnicos, los no tejidos y las telas se pueden cortar y sellar en un solo paso. Los bordes se funden ligeramente por la acción de los ultrasonidos para que no se formen flecos. Esto no solo reduce la formación de polvo, sino que también ahorra costes y tiempo, pues no es necesario repasar los bordes.

Corte y unión en un paso de trabajo
Si se van a cortar y soldar dos capas de tejido sueltas superpuestas, es posible unir las dos tareas en un solo paso gracias a la tecnología ultrasónica. Gracias a la ligera fundición del tejido, los dos telas se unen de manera permanentemente.

Preguntas y respuestas sobre el tema del corte por ultrasonidos