Essentiel dans l'industrie médicale, notamment avant et après tout traitement de surface, le nettoyage peut être économique, rapide, délicat, respectueux de l'environnement... et très efficace. C'est le cas lorsqu'on combine des ultrasons basse et/ou haute fréquence avec un détergent liquide.

La technologie du nettoyage à ultrasons repose sur l’utilisation d’ondes acoustiques à hautes fréquences dans un détergent liquide qui infiltre complètement la surface à nettoyer. L’énergie électromagnétique requise pour la production de ces ondes est fournie par un générateur d’ultrasons avant d’être transformée en énergie mécanique grâce à un système d’oscillations piézoélectriques.

Lors du procédé, des millions de bulles de cavitation microscopiques sont générées, et éclatent avec l’apport d’une certaine quantité d’énergie ultrasonique. Cela entraîne la formation d'ondes de choc localisées, de turbulences et de courants importants.

Ces phénomènes provoquent le détachement des particules d’impuretés de la surface des objets, car les implosions des bulles de cavitation se produisent principalement aux surfaces de séparation entre le liquide et les pièces nettoyées. Les faisceaux créés par ces brusques afflux de liquide ("micro-jet") sont dirigés vers les surfaces, exactement là où le nettoyage est nécessaire.

Une kyrielle d'avantages

La technologie de nettoyage à ultrasons présente de nombreux avantages :

• Nettoyage des surfaces en profondeur, sans rayures, ni marques, ni éraflures... sur tout type de matériau, et pour presque tous les types d’impuretés.
• Efficacité sur les surfaces poreuses, à pores ouverts ou à structure fine, à géométries complexes, dans les fentes étroites et même les trous borgnes.
• Temps de nettoyages très courts (quelques secondes à quelques minutes).
• Moins de substances chimiques que dans la plupart des techniques de nettoyage conventionnelles.
• Utilisation simple, peu onéreuse et sans risques.
• Automatisation possible et résultats reproductibles

Pour un nettoyage efficace, il convient de prendre en compte un certain nombre de paramètres. D'abord, le choix du détergent dépend du type d'objet à nettoyer et de la nature des impuretés. Ensuite, le degré de salissure et le détergent utilisé définissent la température adéquate et la durée de chaque étape de nettoyage.  La persistance des salissures et la sensibilité de l’objet définissent, quant à elles, les paramètres des ultrasons à utiliser.

Enfin, le rinçage de l’objet avec des eaux de qualités différentes permet d’éliminer complètement les impuretés liées aux restes de détergent encore présents sur la surface de l’objet. Un rinçage à l’eau déminéralisée en fin de cycle de lavage permet d’éviter l’apparition de marques après le séchage.

La combinaison d'un nettoyage lourd (haute fréquence) et fin (basse fréquence) assure la flexibilité du procédé.

La technologie de fréquence "Dual" est désormais considérée comme l’un des procédés de nettoyage à ultrasons les plus efficaces et efficients. Il s'agit d'utiliser la cuve à ultrasons à basse ou haute fréquence, au choix. À basse fréquence, les bulles de cavitation générées sont moins nombreuses mais plus grandes : leur force d’implosion est alors plus élevée, et les couches d’impuretés complexes sont désintégrées. À haute fréquence, en revanche, le nombre de bulles de cavitation est bien plus important, mais elles sont plus petites et leur force d’implosion est moins élevée. Ces dernières permettent d’éliminer les impuretés présentes sur les surfaces poreuses, les structures à pores ouverts, les structures fines et dans les trous les plus petits.

La combinaison d'une basse et d'une haute fréquence dans la même cuve (technologie "Mix") augmente la flexibilité du processus et permet d’obtenir des résultats optimaux.

Utilisation dans le secteur médical

L'industrie médicale a des exigences strictes en matière de propriété et de fonctionnalité, donc en matière de qualité globale, qu’il s’agisse d’implants ou d’instruments médicaux.

Le nettoyage à ultrasons permet l'élimination d'impuretés particulaires, avec une technologie qui est à la fois économique, délicate et respectueuse de l’environnement. C’est pourquoi le procédé est souvent utilisé dans le cadre du nettoyage des implants orthopédiques et des instruments médicaux à toutes les étapes de leur utilisation. Il se distingue en particulier par la possibilité de nettoyer plus efficacement et rapidement les cavités difficiles d’accès comme les trous borgnes ou encore les structures à pores ouverts.

Cet article est extrait du dernier "PocketBook" publié par Orthomaterials sous le titre "Matériaux et procédés pour l'orthopédie". KKS Ultraschall est un fabricant leader sur le marché des générateurs d'ultrasons, des systèmes d'oscillations ainsi que des installations de nettoyage et de traitement de surface à ultrasons.

www.kks-ultraschall.ch