Savoie Hexapôle (unité de production) - 10 Rue Charles Montreuil - 73420 Méry

Découpe tranchage ultrasons

Effort de coupe - Cadence - Biais de coupe - Longueur de coupe - précoupe

Une cadence élevée de coupe impose d’augmenter le pouvoir de coupe et de générer un effet anti-collage sur les produits. C’est ce que permet l’emploi de lames vibrantes activées par ultrasons.

  • Ultrasons = ondes de fréquence comprise entre 16 kHz environ et plusieurs centaines de MHz, pour la coupe entre 20 et 35 kHz.
  • Pour l’application de Découpe = utilisation d’ultrasons de forte puissance – de l’ordre de un à deux kW (modifiant le milieu de propagation.).
  • L’emploi des ultrasons dans la Découpe a pour double but d’augmenter le pouvoir de coupe des lames vibrantes et de générer un effet anti-collage des produits.

Principe de fonctionnement

Ensemble ultrasonore de Découpe constitué d’un générateur ultrason, d’un émetteur (ou convertisseur), éventuellement d’un booster, d’une lame (ou sonotrode de façon générale.) L’ensemble ultrasonore permet de générer des déplacements importants en extrémité de lame via un principe d’amplification.

Le générateur ultrason fournit à l’émetteur un signal électrique alternatif de haute fréquence.

La conversion de l’énergie électrique en énergie mécanique est assurée par l’émetteur ultrason, via l’effet piézoélectrique inverse (déformation d’un matériau sous l’effet d’une polarisation électrique).

Principe Amplification Ultrasonore

Principe Amplification Ultrasonore

Quelques règles de conception

Modélisation par éléments finis de l’ensemble des éléments vibrants (analyse modale et harmonique), dimensionnement des éléments vibrants, de la puissance nominale du générateur (4 possibilités), choix du design des céramiques (6 modèles), calcul du ratio d’amplification des lames (une centaine de profils).

Implémentation de solutions techniques en fonction de la plage d’amplitude recherchée (déplacement en extrémité de lame en microns), de la cadence instantanée de coupe des machines, de l ’effort de coupe nécessaire (impactant la puissance électrique efficace consommée par l’émetteur ultrason), des caractéristiques des produits (dont la dureté et la température de fusion), de la qualité de coupe à atteindre et des conditions d’utilisation de la machine (température et humidité).

Dimensionnement des lames en intégrant la possibilité de les réparer

Intégration des contraintes d’alimentarité sur les pièces concernées (en particulier pour les lames : matière certifiée aéronautique et médicale) et conception des machines ; de façon à maîtriser et minimiser le bruit potentiellement généré par les éléments vibrants (déclinaison des règles d’isolation acoustique en caissons isolants, pas de grillages, à l’application ultrason).

Fabrication des éléments, mesures, caractérisation (dont analyse d’impédance), paramétrage, réglages, essais à vide (dont essais d’endurance permettant de mesurer l’échauffement dynamique des éléments vibrants, contrôle embarqué au multimètre haute fréquence de la stabilité de paramètres électriques de l’émetteur, en le refroidissant dans des conditions représentatives), essais avec les produits, caractérisation du niveau de bruit ultrasonore émis par les machines (certificats).

Pilotage des ultrasons

Le générateur ultrason gère le pilotage des paramètres ultrason de l’émetteur ; de façon à délivrer un signal électrique générant un niveau de d’amplitude défini en extrémité de lame, indépendamment de la charge (paramètres produit et machine) ; tout en mettant en vibration la chaîne acoustique à la fréquence du mode vibratoire recherché et préalablement défini lors de la conception de la lame.

Un mode de gestion multilames est possible, permettant, par exemple, de piloter de façon dynamique la fréquence vibratoire de chaque lame, l’échauffement vibratoire des lames (potentiellement généré par la friction avec les produits), d’autres paramètres, via le choix possible de design de générateurs dotés d’interfaces IHM spécifiques (Profibus / Profinet).

Points en cours de développement : afin d’améliorer la sécurisation de fonctionnement en situations complexes :

  1. L’ajout d’une fonction de détection de la présence des céramiques de l’émetteur, indépendante de la longueur des câbles intermédiaires (chute de tension compensée).
  2. L’intégration d’un découplage de la fonction puissance efficace maximale consommée / consigne d’amplitude du générateur ; de façon à contrôler, via le générateur ultrason, la puissance consommée, indépendamment du niveau d’amplitude.
  3. Le rajout d’un suivi dynamique de la température d’échauffement de l’ensemble IGBT (transistor bipolaire à grille isolée) du générateur; de façon à assurer le non dépassement de sa courbe de fonctionnement.
  4. L’amélioration de la maîtrise des contacts entre les pièces vibrantes, via la restriction des tolérances d’usinage.

Présentation de 2 systèmes ultrasonores

A) Systèmes de vibration dits « classiques »

  • Un seul émetteur ultrason est, dans la plupart des cas, positionné selon la direction de l’axe de coupe (selon la représentation précédente)

AVANTAGES :

  • -> Maximisation du pouvoir de coupe
  • -> La technologie ultrasonore permet la combinaison du double effet de coupe et celui d’anti-collage

B) L’ensemble Vibracut ®

  • Les émetteurs sont positionnés selon une direction perpendiculaire à l’axe de coupe :

AVANTAGES :

  • -> Maximisation du pouvoir anti-collage (système très puissant), l’effet de coupe étant assuré par des mouvements mécaniques
  • - > Davantage de latitude quant aux dimensions de lames et process de coupe (exemple coupe horizontale)
  • -> Réduction du prix des lames
  • -> Grande longueur de coupe jusqu’à un mètre

La maîtrise :

  • du design de lames
  • du fonctionnement de la chaîne acoustique en amont (générateur, émetteur,…)
  • du contrôle des paramètres ultrasons

Les travaux de R&D comme :

  • le développement de solutions sur mesure de vibration
  • l’augmentation de la fiabilisation de la chaîne ultrason

ONT NOTAMMENT POUR BUT :

  • la réduction des pertes à la découpe permettant d’allier cadence élevée , précision de coupe, réduction de l’effort de coupe, coupe sans biais et répétable .

Entreprise spécialisée dans la découpe à ultrasons

Decoupe Ultrason

Decoupe Ultrason

SODEVA est une entreprise intégrée ayant le statut de constructeur de machines de découpe ultrason. La découpe par ultrasons permet un tranchage et une coupe extrêmement précise. Elle est dotée de trois bureaux d’études: mécanique pour tous les plans réalisés en interne, Automatismes pour la conception de tous les programmes y compris ceux des lignes avec rétroaction et gestion des poids à l’année, Electrique pour tous les plans de câblage et la réalisation des armoires. La chaudronnerie intégrée permet la fabrication des châssis tous modèles, des tamiseurs, des cuves de nettoyage et les convoyeurs. Notre centre de recherche et développement comprend la gestion des ultrasons et procédés spécifiques à chaque métier, nous déposons 3 à 4 brevets par an et ce centre crée toutes les lames à ultrasons, systèmes acoustiques et vibratoires associé à des centres de recherche de pointe. Nos centres d’usinages exécutent toutes nos pièces et nos monteurs livrent aux responsables process des machines testées en fonctionnement intensif.

La découpe ultrasons permet le respect de votre cinématique, tranche a tranche ou groupement par tuilage, découpe avec évacuation des entames et talons, tranchettes ultra fines, dépose d’intercalaires, coupe accompagnante en sortie de laminoir, tranchage multi formats, coupe dans les moules ou cubage en ligne. Nos lames à ultrasons spéciales micro dentées et de forme permettent une coupe tous produits .

Toute la chaîne d’amplification ultrasonique vibrante est conçue et fabriquée par SODEVA, pour des équipements à haut rendement qui ont une longueur d’avance :

  • Pas de collage du produit sur les lames qui vont jusqu’à 850 mm de longueur
  • Pré-coupe des grands formats primaires puis débit de petits formats  à poids fixe pour les fromageries
  • Surface de coupe propre et de très grande qualité
  • Machines compactes avec une grande variété d’applications
  • Machines évolutives en fonction de vos besoins
  • Reconstitution extrêmement fine en 3D ou RX des produits à couper, minimisation talons et entames,
  • Acquisition rapide des données
  • Coupe polyvalente sans changement d’outillage,
  • Pas de limites de diamètre de meules ou de longes de fromages, de poids ou d’épaisseur
  • Machines entièrement lavables et de maintenance aisée des tapis de convoyeurs
  • Possibilité d’augmenter la largeur de coupe avec mise en série de plusieurs lames
  • Tranchage à haute vitesse : de 60 à 120 coupes / min par lame
  • Puissance maximum autorisée : 3 kW
  • Amplitude de coupe  : 100 µ coupe à 20 Khz ou 35 Khz
  • Nous travaillons par modules et têtes de tranchage optimisées par notre bureau d’études, d’où des gains de temps, de livraison

Nos investissements en recherche et développement nous ont permis d’obtenir des brevets protégeant des technologies aujourd’hui utilisées dans de nombreux secteurs industriels.

Trancheuse industrielle : découpe alimentaire

Sodeva est concepteur et fabricant de l’intégralité de ses machines de découpe pour l’agroalimentaire tous produits avec son bureau d’études, chaudronnerie, électronique, montage, programmes et mise au point. Nous fabriquons nos propres lames activées par vibrations à ultrason avec la technologie de l’ultrason ou classiques. Ces lames vibrantes de grande longueur peuvent aller jusqu’à un mètre. Nous installons des lignes de découpe pour les fromageries, confiseries, pâtisseries, boulangeries industrielles ou charcuteries et viande. Des machines standard de découpe sont proposées tous produits. Un trancheur sur mesure ou adapté est toujours possible à réaliser. Le produit à découper est testé pour sélectionner la meilleure lame et équipements. Les coupes sont rapides, de belle apparence, appétissantes et de grande précision. La lame à ultrason appelée sonotrode peut être installée dans une machine de découpe, une diviseuse, trancheur, coupeuse, trancheuse et quel qu’en soit le nom pour traiter des produits agroalimentaires ou bien des matériaux composites, du plastique comme des joints complexes ou du textile et produits divers.

Fabrication de trancheuses industrielles pour découpe de fromages

Découpe de fromages au bon poids avec trancheuse portionneuse de meules de 100 Kg à la buche de chèvre, poids fixe (avec reconstitution volumique) ou poids et pièces régulés. Nous concevons nos balances de pesage en ligne pour un tranchage au gramme près, coupes verticales, tranchage à ultrason horizontal ou multi postes de découpe pâtes molles ou dures. Les formats en meules rondes ou rectangulaires peuvent être pris en charge par la même trancheuse. Nos systèmes de vision permettent de produire à poids fixe le fromage en meules ou longes et placent les lames entre les étiquettes des fromages et réalisent des tranches à poids fixe. Une diviseuse ou découpeuse permet le poids fixe des parts finales. Les options de découpe et les vibrations sont prévues pour traiter les fromages à pâtes molles, pressées, dures ou mi-dures avec un carottage bien au centre de la meule. Les machines sont polyvalentes tous formats avec une ou plusieurs stations de découpe successives. Nous privilégions le minimum de réglage sans outils pour trancheur le produit. Notre Vibracut à ultrasons coupe des meules de Brie équatorialement en deux pour permettre leur fourrage puis leur coupe en pointes. Les tranches produites sont de grande qualité.

Fabrication de machines industrielles pour découpe de confiserie

Confiserie découpée par lames à ultrasons spéciales avec débit en barres ou cubes pour le nougat, pâte de fruits, chocolat, guimauve ou barres de céréales. Nos robots de faible encombrement permettent la séparation programmable avec nos lames à ultrasons anti collage et le parage des produits. Les plaques de chocolat sont découpées en bonbons avec un espacement permettant l’enrobage en ligne, les barres de céréales sont ainsi enrobées sur des trancheuses en 3x8H. La découpe à jet d’eau sous pression ne permet pas l’écartement des portions pour l’enrobage. Notre découpe permet un écartement programmable pour tous les enrobages en ligne de barres de céréales, pâtes de fruits, nougat ou chocolats. Notre nouveau modèle Chococut espace chaque bonbon sur vos plaques dotées d’un film en papier pour ensuite permettre un enrobage facilité. Le profil de la lame à ultrason est étudié pour disposer de coupes bien droites sans biais avec un générateur adapté à la coupe de chocolat sans fonte du chocolat.

Fabrication de machines industrielles pour découpe de pâtisseries

Les pâtisseries sont découpées en frais ou en congelé à partir de cadres rectangulaires (de la mignardise au mille feuilles), ou coupées en moules pour des sorties de tartes rondes en ligne sur plusieurs convoyeurs toutes cadences. L’ultrason à haute fréquence réalise un tranchage lisse et appétissant sans cônes et humidité du jet d’eau en séparant bien les parts pour un emballage facilité.
Nous avons développé le tranchage des pains congelés en ligne pour fournir les sandwicheries, 7000 pains peuvent être tranchés à l’heure mais aussi les biscottes, pâte avant cuisson à la bonne épaisseur ou la scarification en ligne pour faire des tranches de brioches. Un outil très apprécié des boulangeries industrielles.

Nos machines sont outillées pour produire des gâteaux avec une coupe droite sans biais. La coupe de plaques de 600×400 mm est proposée avec nettoyage automatique des lames vibrantes.

Fabrication de machines industrielles pour découpe de pâtés

Pour production des charcuteries la découpe en production de pâtés ou pâtés croute avec gestion des poids est un classique. Des compositions variées à découper incluant la viande ou légumes (artichaut, poivrons, épinards…) en produits et pièces complémentaire pour votre trancheuse. La sonotrode est calculée pour trancher sans collage et à haute vitesse les tranches de pâtés en largeur variable. Notre technologie permet de couper à haute fréquence avec l’énergie de notre générateur multifréquences les produits les plus complexes multi-composés, viande pâté croute, terrines … La précision de coupe après pesage est de quelques grammes. Nous utilisons des alliages de titane de qualité aéronautique pour fabriquer des lames de grande longévité. Une lame à ultrason Sodeva est réparable pour un cout faible.

Fabrication de machines industrielles pour découpe de cubes bâtonnets sticks

Les marchés de type apéritif ou tapas demandant des formats petits cubes ou sticks sont désormais accessibles avec notre nouvelle lame orientable, fine et de grande longueur la sonotrode Vibracut, coupe en tranches horizontales puis en cubes par ces couteaux brevetés. Les produits tranchés sont convoyés en ligne vers l’emballage piloté par nos trancheuses. Une description technique de la machine vous donnera son encombrement et sa capacité technique.

Des systèmes de nettoyage intégrés de marque Ecolab peuvent être installés dans nos machines répondant aux normes d’hygiène de désinfection et de lavage optimisés. Les lames à ultrasons sont passées automatiquement au lavage selon le cycle et le type de production. Cette association technique est très profitable en process alimentaire.

Notre gamme de machines de grande technologie notre fabrication permet d’allouer un budget pour chaque type de produit au meilleur rapport qualité prix incluant les meilleurs composants car nous sommes concepteurs et fabricants de l’intégralité de nos machines, y compris les lames vibrantes à ultrasons.

Nos installations sont présentes dans le monde entier de la portionneuse compacte aux lignes complètes dotées de balances pondérales avec rétroaction de la coupe sur les poids constatés en sortie de ligne. L’efficience de l’utilisation de nos équipements est ainsi en permanence contrôlée en minimisant les surpoids et optimisant le rendement. Chaque système est adapté aux normes du pays. Un code permet de se connecter à l’automate et de vérifier son bon fonctionnement.

Une machine en production voit son système adapté au cahier des charges du client. Les matériaux sont prévus principalement en inox, la soudure faite par nos chaudronniers est sont polie toutes faces pour éviter toute rétention d’eau. Nous retenons les meilleures solutions pour une utilisation ultrasonique optimale dans notre fabrication avec édition d’un certificat sonore pour l’équipement avec isolation plastique de grande épaisseur. Les composants électroniques et composites sont de la meilleure qualité avec le choix du meilleur fournisseur.

Nous avons déposé des brevets et des marques qui nous permettent d’améliorer en permanence l’utilisation de nos procédés de tranchage ultrasonique pour trancher avec votre solution de machine pour votre production et de vous en faire bénéficier pour le meilleur traitement et la transformation de votre produit à haute cadence sans perte. Nos générateurs pilotent les ultrasons de manière optimale avec des réglages enregistrés dans la machine pour chaque recette.

Notre fabrication est intégrée, bureau d’études, automatismes, câblage électrique, chaudronnerie, découpe laser, usinage, montage et la ligne de machine en production est dotée de toutes vos recettes pour votre tranquillité d’esprit avec supervision périodique par internet et connexion sur système à distance de votre trancheuse par ultrason toutes applications.

Nos lames à ultrasons et nos technologies permettent la coupe de produits composites et équipes des robots de découpe dans l’industrie automobile pour trancher des plaques de carbone, de textile ou caoutchouc.

Nous offrons des ensembles de haute technologie composés d’un générateur haute fréquence 20 ou 35 kHz (pour découpe, soudage ou tamisage), d’un émetteur et d’une sonotrode depuis 200 mm à plus d’un mètre de longueur. Les ultrasons sont pilotés et adaptés à tous les produits avec un système de contrôle des lames de la meilleure qualité pour découper tous les matériaux. Le centre de la technologie est la lame qui permet ensuite de construire une machine standard ou sur mesure. Nos brevets garantissent une fabrication constamment améliorée sur des points forts que nos concurrents ne peuvent atteindre.

Des essais sont souvent utiles pour choisir la meilleure solution de découpe par ultrasons.

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