Ultrasonik kesim

Ultrason ile hangi malzemeler kesilebilir?

Ultrasonik kesim özellikle de gıda sektöründe oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultrasonik kesim gıdada deformasyona veya zarara neden olmadığından ör. kek, şekerleme, peynir, krema dilimleri ve lavaşlar genellikle ultrason teknolojisi ile kesilir. Gıdaların kıvamı hassas kesimde rol oynamaz. Taze, dondurulmuş, kırılgan, kremsi veya birleştirilmiş olabilirler.

Titreşimli bıçak kenarları ayırdığı ve aynı zamanda mühürlediği için teknik tekstiller, dokusuz malzemeler ve kumaşlar da ultrasonla oldukça verimli bir şekilde kesilebilir.

Plastik veya kauçuk gibi daha kalın ve elastik malzemeler kaynaklı (ör. üretim sırasında kullanılan pencere contaları veya araba lastikleri) düşük yüzey sürtünmesi nedeniyle salınımlı bıçak, minimum basınçta dahi kauçuk üzerinde kaydığı için herhangi bir sorun olmadan kesilebilir. Malzeme arayüzde erir ve bıçağa karşı çok az direnç gösterir.

Ultrasonik kesim nasıl yapılır?

Ultrasonik kaynakta olduğu gibi ultrasonik kesim teknolojisinde de sonotrot kullanılır. Keskin bir bıçağa sahip olduğundan kesme işleminde kesme sonotrotu adını alır. Bu ultrasonik bıçak, standart bir mutfak bıçağı kadar keskindir. Ancak kesme işleminin kendisi farklı bir prensibe dayanır. Mutfak bıçağı, gıdaları basınç ve yüzey sürtünmesi yoluyla böler. Ancak kauçuk gibi malzemeler bu şekilde kesilemez.

Ultrasonik kesim sırasında ultrasonik bıçak, titreşim ve malzemenin ultrason tarafından eritilmesi sayesinde ürün üzerinde neredeyse zahmetsizce kayar. Bölünecek ürün, titreşimli ultrasonik bıçağa karşı çok az direnç gösterir. Bu sayede gıdalar deforme olmaz ve bıçak kauçuğa takılmaz. Eritilmiş kesme yüzeyleri ve düşük sürtünme sayesinde bıçak, termoplastik bileşenli tekstillerde dahi hafif bir basınçla kayar.

Erime sadece ultrasonun sağladığı enerjiyle gerçekleşir. Bu da peynir veya kek gibi (sıcaklığa) hassas ürünler dahi temiz bir şekilde kesilebildiğinden gıda kesiminde büyük bir avantaj sağlar.

Kesme işlemi sırasında titreşim sayesinde bıçakta kalan kalıntılar silkelendiğinden ultrasonik gıda kesimi aynı zamanda temiz bir teknolojidir. Bıçak yapışmadığından ve kirlenmediğinden temiz kalır.

Ultrasonik kesim teknolojisi hangi gereksinimleri karşılayabilir?

• Ultrasonik bıçak, PE, PP veya PVC gibi folyoları keserken, peynir dilimlerken veya krema dilimlerini porsiyonlarken pürüzsüz ve tekrarlanabilir kesimler sunar.
• Kremalı keklerden plastiğe kadar uzanan farklı ürünler, ultrasonik kesim sırasında şekillerini korur.
• Ultrasonik kesim, soğuk ultrasonik bıçağın termal hasara neden olmaması nedeniyle sıcaklığa duyarlı malzemeler için uygundur. Çikolatalar elinizde erir, ancak ultrason ile kesildiğinde erimez.
• Ultrason teknolojisi sayesinde gıda, tekstil veya plastik kesimlerinde döngü süreleri çok daha kısadır. Hızlı ve sürekli kesim de kolaylıkla gerçekleştirilebilir.
• Ultrasonik kesimin çalışma prensibi sayesinde temiz ve hassas kesim aynı zamanda özellikle teknik tekstiller, dokusuz malzemeler ve kumaşlarda kenarların kapatılmasını sağlar. Bu da kenarların yıpranmasını önler.
• Ultrasonik bıçağın temizliği için bakım aralıkları çok uzundur. Malzemeler mutfak bıçağında olduğu gibi bıçağa yapışmaz. Bunun yerine ultrasonik bıçak, gıda keserken titreşimle tekrar tekrar temizlendiği için kesim kenarının ve yüzeylerin temizlenmesi için gereken süre büyük ölçüde azalır.
• Çok az toz oluşturduğundan tekstil kesimi, teknoloji prensibi gereği oldukça temiz bir işlemdir.

Ultrasonik kesim üretim sürecine nasıl entegre edilir?

Ultrasonik kesme bileşenleri otomasyonlu üretim hatlarında ve özel makinelerde kullanılır.

Ultrason ile gıda kesimi:

Ultrasonik ile gıda kesimi yapılırken üretim hatlarının yerleşimine bağlı olarak aralıklı ve sürekli kesim arasında ayrım yapılır.

Taktlı kesim

Taktlı kesim, ör. peynir, kek veya ekmeklerin porsiyonlanması için uygundur. Kesme sonotrotu, dikey strok hareketi ile ürünü düzgün dilimlere veya parçalara böler. Ultrasonik bileşenler kesme sistemine entegre edilir.

Sürekli kesim

Bir ürünün dikey kesimi ile yatay kesim hareketinin birleştirilmesi için sürekli ultrasonik kesim kullanılır. Bu uygulamada ultrasonik bıçak kalıcı olarak monte edilir ve ürün bıçağa doğru hareket eder (ör. bir konveyör bandı üzerinde). Kesme sonotrotu, ürün üzerinde çok az dirençle ve hassas bir şekilde kayarak ürünü yatay olarak böler.

Teknik tekstillerin, dokumasız malzemelerin ve kumaşların ultrasonik kesimi:

Tekstillerin, dokumasız malzemelerin ve kumaşların ultrasonik kesiminin en önemli avantajı, kesim sırasında kenarların aynı anda eritilmesi ve mühürlenmesidir. Bu sayede toz oluşumu en aza indirilir.

Gıda dilimleme işleminin aksine kumaşlar sadece otomatik olarak kesilmekle kalmaz, aynı zamanda ultrason kullanan bazı uygulamalarda (ör. otomatik kesim mümkün olmadığında) manuel olarak da kesilir. 

Sürekli kesim 

Rulolar üzerindeki tekstiller için ultrason ile sürekli bir kesim işlemi gerçekleştirilebilir. Burada otomasyon hatlarındaki ağlar sonsuz şekilde ayrılabilir ve aynı anda kesme sonotrotu kullanılarak kapatılabilir. Kumaş ve taban malzemesinin türüne göre farklı hızlar mümkündür.
Prensibini bu videodaaçıklıyoruz.

Kontur kesimi

Dokumasız malzemelerin ve kumaşların kontur kesimi zımbalama işlemine benzer. Burada kesme işlemi zımbalama strokuyla gerçekleştirilir. Kontur sabittir. Ya uygun şekilde şekillendirilmiş bir sonotrot kesici uç olarak kullanılır ve her strokta düz bir tutucu üzerinde ürünü keser…

...veya düz bir sonotrot olarak kullanılır ve "delme bıçağı" ürünün dayandığı tutucunun şekline göre belirlenir. Konturun neredeyse hiçbir sınırı yoktur. Bu ultrasonik kesimin tipik uygulamaları arasında hijyenik maskeler ve filtre maskeleri yer alır.

Esnek kesim

Ultrason ile esnek kesim, önceden belirlenmiş şekiller veya kesikler oluşturmaktan ziyade temizleme adımında fazla kumaş artıklarını gidermekle ilgilidir. Bu adım genellikle manuel olmakla birlikte kolaylıkla otomatikleştirilebilir. Esnek kesim için lamine bileşen sabitlenir ve ultrasonik bıçak plastik parçanın etrafında kayar ya da bıçak sabitlenir ve temizlenecek bileşenin kenarı kesme sonotrotu boyunca yönlendirilir.

Esnek kesim için tipik uygulamalardan biri, otomotiv endüstrisindeki kaplamalı plastik parçalardan fazla malzemenin çıkarılmasıdır (ör. A-B-C sütunlarında). 

Avantajlar - Gıda:

Deformasyon olmaması

Ultrasonik bıçak, gıdanın içinden çok az basınçla kayar. Bu da ürünün deforme olmasını önler. Bu sayede hassas gıdalarda bile oldukça ince ve hassas dilimler kesilebilir.

Ürüne minimum ısı girişi

Kesme işlemi sırasında kesme sonotrotu ısınmaz. Ürüne yalnızca minimum miktarda ısı verildiğinden ve gıda ekstra korunduğundan bu özellikle sıcaklığa duyarlı gıdalar için önemlidir.

Bıçağa ürün yapışmaması

Bıçak yapışkan gıdaları keserken dahi ultrasonik hareket sayesinde temiz kalır. Bıçak temizliği için harcanan süre en aza indirilir, sistemin kullanılabilirliği artar ve maliyetler düşer.

«Save Food»: Minimum üretim atığı

Ultrason teknolojisi oldukça hassas bir teknolojidir, bu da kesimlerin yüksek oranda tekrarlanabilir olmasını ve üretim atığının minimuma indirilmesini sağlar. Ayrıca temiz kesme bıçağı üretim kaynaklı gıda israfını da azaltır.

Avantajlar - Tekstiller ve plastik/kauçuk:

Hız ve neredeyse sıfır direnç

Ultrasonik kesim hızlı bir teknolojidir. Bıçak çok az basınçla malzemenin içinden zahmetsizce ve hızlıca kayar. Ultrason teknolojisinin titreşim ve plastikleştirme prensibi sayesinde malzeme direnci çok düşük olduğundan kauçuk gibi sert malzemeler dahi rahatlıkla kesilebilir.

Hassasiyet ve temizlik

Ultrasonik kesimler oldukça tekrarlanabilir, hassas ve temizdir. Ultrasonik bıçak ve kesim kenarları kirlenmez ve neredeyse hiç toz oluşmaz.

Yüksek çevrim frekansı/hızı ile kesim

Ultrasonik kesim hızlı bir işlemdir: Malzemeye ve gereksinimlere bağlı olarak ultrasonik bıçak, örneğin tekstil etiketlerinde dakikada 120'ye kadar kesim yapabilir veya sürekli kesimde dakikada 25 metre kesim yapabilir.

Kesim kenarları yıpranma olmadan tek adımda kesilir ve mühürlenir

Teknik tekstiller, dokumasız malzemeler ve kumaşlar tek adımda kesilip mühürlenebilir. Ultrason ile kenarların hafifçe eritilmesi sayesinde herhangi bir yıpranma oluşması önlenir. Bu hem düşük toz oluşumu sağlar, hem de kenarların yeniden işlenmesine gerek kalmadığı için maliyet ve zamandan tasarruf sağlar.

Tek bir çalışma adımında kesme ve birleştirme

Üst üste duran iki kumaş katmanının kesilmesi ve birbirine kaynaklanması gerekiyorsa, ultrasonik teknoloji sayesinde bu tek bir çalışma adımında gerçekleştirilebilir. Kumaşın hafifçe eritilmesi sayesinde iki kumaş kalıcı olarak birbirine bağlanır.

Ultrasonik kesime ilişkin sorular ve cevaplar