BR122023003109B1

BR122023003109B1 - Sistema de galvanoplastia para galvanização de objetos, e, método para galvanoplastia de um objeto

Info

Publication number: BR122023003109B1
Application number: BR122023003109-1A
Authority: BR
Inventors: Kraig A. Tabor; Thomas L. Kassouf; Ricardo M. Guedes; Greg P. Formella; Alan J. Birschbach; Peter W. Eisch; Garry L. Dillon; Chad J. Kaschak; Michael G. Gentile
Original assignee: Snap-On Incorporated
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2023-12-12
Also published as: TWI667375B; BR102017006845A2; TW201835391A; ES2782191T3; EP3597796A1; CN113445108A; AU2019204152B2; EP3239365B1; AU2017202213B2; US20240209541A1; US20170283978A1; US11939690B2; US20190136402A1; TW201807263A; HK1245359A1; CA2963101C; AU2019204152A1; EP3239365A3; EP3239365A2; MX2017004313A

Abstract

SISTEMA DE GALVANOPLASTIA PARA GALVANIZAÇÃO DE OBJETOS, E, MÉTODO PARA GALVANOPLASTIA DE UM OBJETO Um sistema de galvanoplastia portátil com componentes integrados em um sistema completo, em vez de separados e desmembrados. Um único sistema de galvanoplastia pode ser autocontido para incluir todos os retificadores necessários, tanques, funcionalidades de limpeza e outros itens úteis ou necessários. Usando componentes menores que os sistemas de galvanoplastia convencionais, o sistema pode permitir uso mais econômico de produtos químicos, soluções e energia e pode ser utilizado mais eficientemente em um formato ou tamanho originais do objeto a ser galvanizado. O sistema pode também incluir rodas para tornar o sistema portátil. Um sistema de gestão de estrutura pode ser empregado para mover objetos de um local para outro dentro do sistema.

Description

Referência cruzada a pedidos correlates

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório US n° de série 62/318.391, depositado em 5 de abril de 2016, intitulado Portable and Modular Production Electroplating System e do pedido de patente provisório US n° de série 62/331.709, depositado em 4 de maio de 2016, intitulado Portable and Modular Production Electroplating System, cujos conteúdos são incorporados aqui por referência na sua totalidade.

Campo Técnico da Invenção

[002] A presente invenção se refere geralmente a sistemas de galvanoplastia. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a sistemas de galvanoplastia portáteis capazes de galvanizar eficientemente menores quantidades de objetos.

Fundamentos da Invenção

[003] Os sistemas de galvanoplastia usam eletroquímica para formar uma fina camada de um material, tipicamente metálico, com forças iônicas. Outros metais podem ser galvanoplastizados para formar uma camada de proteção funcional contra, por exemplo, corrosão (por exemplo, zinco), ou proporcionar um revestimento estético que melhora o visual do objeto galvanizado (por exemplo, cromo).

[004] A maior parte dos sistemas de galvanoplastia são grandes e galvanoplastizam grandes quantidades de objetos de uma só vez. Estes sistemas são tipicamente referidos como “monumentos” e podem se assentar dentro de um poço ou outra área permanente de maneira tal que estes sistemas de galvanoplastia não são portáteis ou móveis. O tamanho dos sistemas de galvanoplastia também requer grandes quantidades de soluções químicas e por sua vez, energia para aquecer as soluções químicas a uma temperatura de galvanoplastia requerida. O tamanho também impede que os sistemas sejam otimizados para um tamanho particular ou formato de objeto porque todo o sistema iria necessitar ser reconfigurado e seria oneroso para um sistema tão grande. Comumente, uma fábrica vai incluir um ou apenas poucos sistemas de galvanoplastia devido ao tamanho necessário e aos custos dos sistemas.

[005] Sistemas de galvanoplastia em pequena escala comercialmente disponíveis incluem seções separadas, não integradas reunidas, em vez de um sistema completo, integral. Entretanto, estas seções comumente carecem de funcionalidade tais como capacidades ultrassônicas, sistemas de filtração, seções de tratamento de resina, monitoramento da química e outras funcionalidades. Os sistemas existentes também carecem de funcionalidade para mover eficientemente objetos de um tanque a outro.

Sumário da Invenção

[006] A presente invenção compreende, de uma maneira ampla, um sistema de galvanoplastia com componentes integrados em um sistema completo. Por exemplo, um único sistema pode incluir todos os necessários retificadores, tanques, capacidades ultrassônicas e outras funcionalidades requeridas. O sistema pode ser menor do que sistemas de galvanoplastia convencionais para permitir o uso econômico de produtos químicos e energia e pode incluir rodas ou outros meios para movimentação para permitir que o sistema seja portátil. Um sistema de gestão de estrutura pode ser incluído adicionalmente para mover eficientemente produtos de um tanque a outro. Por exemplo, em uma modalidade, a presente invenção inclui 12 tanques.

[007] Em uma modalidade, a presente invenção é um sistema de galvanoplastia para galvanizar objetos e compreende, de maneira ampla, uma armação, um tanque de galvanização disposto sobre a armação e primeiro e segundo tanques de enxaguamento dispostos sobre a armação em sequência com o tanque de galvanização para fluxo de processo. O segundo tanque de enxaguamento pode ser adaptado para receber água de um suprimento de água e a água pode ser adaptada para escoar a partir do segundo tanque de enxaguamento para o primeiro tanque de enxaguamento. Um tanque de limpeza por ácido pode também ser disposto sobre a armação em sequência antes do segundo tanque de enxaguamento para fluxo de processo. O sistema pode também incluir uma estrutura para transportar objetos para e a partir do tanque de galvanização, do primeiro e segundo tanques de enxaguamento e do tanque de limpeza por ácido.

[008] É também descrito um método para limpar objetos para galvanizar. O método pode compreender, de maneira ampla, fazer água deionizada escoar a partir de uma fonte de suprimento para um primeiro tanque de enxaguamento e permitir que a água deionizada escoe a partir do primeiro tanque de enxaguamento para um segundo tanque de enxaguamento. Um objeto a ser galvanizado pode ser colocado no segundo tanque de enxaguamento e enxaguado no segundo tanque de enxaguamento. Depois disso, o objeto pode ser colocado em um tanque de limpeza por ácido. O objeto pode então ser colocado no primeiro tanque de enxaguamento depois de colocar o objeto no tanque de limpeza por ácido. Este método facilita o uso de deslocamento por ácido para agir como um agente de purificação no(s) tanque(s) de enxaguamento.

Breve Descrição dos Desenhos

[009] Para a finalidade de facilitar uma compreensão da matéria que se busca ser protegida, são ilustradas nos desenhos anexos modalidades da mesma, a partir de uma inspeção de que, quando considerada em associação com a descrição, que se segue, a matéria que se busca ser protegida, sua construção e operação e muitas de suas vantagens devem ser prontamente entendidas e reconhecidas.

[0010] A Fig. 1 é uma vista em elevação de um lado de um sistema de galvanoplastia de acordo com modalidades da presente invenção.

[0011] A Fig. 2 é uma vista em elevação do lado oposto do sistema de galvanoplastia da FIG 1.

[0012] A Fig. 3 é uma vista de topo de um sistema de galvanoplastia de acordo com modalidades da presente invenção.

[0013] A Fig. 4 é um fluxograma ilustrando um processo para limpar peças de acordo com modalidades do presente pedido.

[0014] A Fig. 5 é um fluxograma ilustrando um processo para limpar peças galvanoplastizadas de acordo com modalidades do presente pedido.

Descrição Detalhada das Modalidades

[0015] Embora esta invenção seja suscetível de modalidades em muitas diferentes formas, é mostrada nos desenhos e serão aqui descritas em detalhe, uma modalidade preferida da invenção com a compreensão que a presente invenção deve considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção e é não é destinada a limitar o amplo aspecto da invenção às modalidades ilustradas. Como usado aqui, o termo “presente invenção” não é destinado a limitar o escopo da invenção reivindicada e é ao invés um termo usado para discutir modalidades exemplificativas da invenção para finalidades explicativas apenas.

[0016] A presente invenção compreende de maneira ampla um sistema de galvanoplastia integrado que inclui componentes típicos para galvanoplastia dentro de um único sistema completo. Por exemplo, um único sistema de galvanoplastia pode incluir retificadores, tanques, capacidades ultrassônicas, funcionalidades de limpeza e outros componentes em vez de ter estes componentes separados e desmembrados do sistema. O sistema da presente invenção pode ser menor do que sistemas de galvanoplastia convencionais para uso econômico de produtos químicos e energia e operações customizáveis para objetos de formato original. O sistema pode também ser portátil ou móvel e um dispositivo de movimentação, tal como, por exemplo, rodas ou um palete. Um sistema de gestão de estrutura pode adicionalmente ser incluído para mover objetos que devem ser galvanizados de um componente para outro dentro do sistema.

[0017] Com referência às Figs. 1-3, uma modalidade da presente invenção compreende de maneira ampla um sistema de galvanoplastia 100 incluindo uma armação 105 com rodas 110 acopladas à mesma. As rodas 110 podem ser rodízios ou outros objetos móveis capazes de possibilitar que o sistema 100 seja portátil por um usuário ou máquina (por exemplo, palete, corrediça, etc.). O sistema 100 pode incluir adicionalmente tanques de galvanização 115 para galvanoplastizar objetos e um robô 125 ou outra automação para mover estruturas 120 de um local a outro. Por exemplo, o robô 125 pode mover objetos a serem galvanizados de um tanque de galvanização a uma área de limpeza, ou a uma estrutura separada quando os processos de galvanoplastia e limpeza estão completos. O robô 125 pode ser, por exemplo, um robô pórtico ou qualquer outro dispositivo de automação.

[0018] O sistema 100 pode incluir seções de filtração e reciclagem 130 dentro do mesmo sistema 100. O sistema 100 pode incluir adicionalmente placa de contenção de respingos 135 para impedir que produtos químicos e outros líquidos do sistema 100 respinguem além dos confins do sistema 100.

[0019] Vários tanques e seções do sistema 100 podem ser integrados em um sistema para acentuar a eficiência e a portabilidade do sistema de galvanoplastia 100. Um usuário pode manipular um controle 140 para operar o sistema 100 com as várias funcionalidades. Por exemplo, o sistema 100 pode incluir os tanques de galvanização 115 discutidos acima, assim como um tanque de limpeza 145 com capacidades de limpeza química ou ultrassônica e tanques de enxaguamento 180 onde os objetos galvanoplastizados podem ser enxaguados com uma solução, por exemplo, água deionizada. O sistema de enxaguamento pode ser de um projeto em contrafluxo, onde água deionizada fresca ou outras soluções são supridas ao último tanque de enxaguamento 180 em sequência e então ao tanque de enxaguamento do meio e assim por diante até o primeiro tanque de enxaguamento em sequência. Isto faz o objeto a ser galvanizado ser enxaguado em soluções progressivamente mais limpas. A mistura de enxagues também economiza uso de solução. Antes de ser colocado no último tanque de enxaguamento, o objeto pode ser processado em um tanque de limpeza por ácido 175. Provendo o tanque de limpeza por ácido 175 antes do último tanque de enxaguamento, o processo de limpeza pode facilitar o uso de deslocamento de ácido para agir como um agente de purificação no tanque e manter a capacidade de limpeza no(s) tanque(s) de enxaguamento.

[0020] Os vários tanques podem incluir sensores 155, por exemplo, sensores de condutividade. Bombas de dosagem 160 podem também ser implementadas para fornecer automaticamente aditivos químicos aos vários tanques para permitir um ajuste mais constante, livre de erros e automatizado e para minimizar a necessidade de operadores humanos desempenharem a tarefa de ajuste químico. Outros sensores podem ser implementados, por exemplo, sensores de nível de líquido 165, sensores de temperatura 170 e sensores de pH para automatizar o processo de galvanoplastia. Níveis da água, temperaturas da água e o pH das soluções de cromo e níquel podem, portanto, ser automaticamente monitorados e alterados.

[0021] Em uma modalidade, a presente invenção inclui um sistema de galvanoplastia compacto e portátil que é autocontido, em vez de desmembrado como com sistemas de galvanoplastia convencionais. Os tanques 115 podem incluir catodos e anodos energizados por retificador para galvanoplastia eficiente dentro do sistema. Implementando estas funcionalidades dentro de um sistema menor e mais compacto, o sistema 100 pode suportar fluxo em uma peça eficiente ou galvanização em pequena batelada. Por exemplo, pequenos tanques permitem que o anodo estejam mais próximos do objeto a ser galvanoplastizado, assim como a estrutura que transfere os objetos de um local a outro, assim maximizando a eficiência de galvanização. Isto aumenta a eficiência de galvanoplastia e a velocidade dos depósitos de galvanoplastia.

[0022] Cestos separados podem também ser empregado para customização adicional posterior. Por exemplo, um terceiro certo de anodo pode ser previsto no meio dos tanques 115, além dos dois cestos localizados sobre os lados dos tanques 115. A estrutura 120 pode também escanchar o terceiro cesto de anodo para facilitar exposição do anodo a ambos lados do objeto a ser galvanizado. Alternativamente, ou adicionalmente ao acima, uma estrutura em formato de U pode ser carregada com as peças a serem galvanizadas. A estrutura em formato de U pode incluir anodos em ambas as extremidades e um terceiro anodo no meio, para permitir galvanização uniforme. Fluxo laminar pode também ser usado nesta e em outras configurações para aumentar o contato da solução com a peça a ser galvanizada e acelerar o processo de galvanização.

[0023] A natureza compacta da presente invenção pode também permitir tempos de aquecimento mais curtos e menos gasto de energia por aquecimento das soluções do sistema 100, em comparação com os sistemas de galvanoplastia convencionais. Adicionalmente, o sistema 100 pode ser um sistema de galvanização em fila 100 pelo qual as peças podem entrar em uma porção do sistema a partir de um processo de fabricação anterior e se mover para a próxima operação de um modo tipo de montagem em fila conveniente e eficiente.

[0024] O sistema de gestão de estrutura também melhora a funcionalidade do sistema 100. Como discutido acima, o sistema 100 pode incluir uma estrutura 120 operada por um controle 140 e automação robótica 125. A estrutura 120 pode incluir duas pernas cada uma das quais é carregada com objetos a serem galvanoplastizados. O sistema de gestão de estrutura pode também proporcionar acumulação em fila de estruturas carregadas e autoalimentação de estruturas ao sistema de galvanoplastia com base nas demandas de um usuário ou automaticamente. Em seguida aos processos de galvanoplastia e/ou de limpeza e enxaguamento, as estruturas podem ser automaticamente descarregadas de volta no sistema de gestão de estrutura para descarregamento e recirculação através do sistema. As soluções usadas podem ser mecanicamente agitadas para melhorar a renovação da solução na superfície dos objetos a serem galvanizados e para eliminar a necessidade para agitação de ar tradicional.

[0025] A natureza compacta do sistema 100 também permite flexibilidade adicional. Por exemplo, os tanques 115 e outras porções do sistema 100 podem ser acoplados de maneira removível à armação 105 ou outras peças do sistema para permitir rápidas alterações de deslizamento para fora e deslizamento para dentro. A automação robótica 125 pode auxiliar com o movimento dos tanques e pode ser programada de modo a arranjar automaticamente os tanques e outras seções em uma ordem específica quando instruída no controle 140 que o sistema 100 deve operar em um modo específico.

[0026] As seções de filtração e reciclagem 130 podem auxiliar nas capacidades de enxaguamento e solução do sistema 100. Por exemplo, as seções de filtração e reciclagem 130 podem permitir nenhuma descarga e completa reciclagem das soluções usadas para múltiplos usos. As seções de filtração 130 podem também ser usadas para recuperação de metal.

[0027] Um processo de limpeza vai agora ser descrito com referência à Fig. 4 e com base em pelo menos alguns dos elementos ilustrados nas Figs. 1-3. Como mostrado na Fig. 2, o sistema 100 pode incluir múltiplas etapas de limpeza usando diversos tanques de limpeza 145 ou tanques de limpeza por ácido 175 e tanques de enxaguamento 180. O processo 400 pode, portanto, começar e prosseguir até a etapa 405, onde um objeto não galvanizado se move para o primeiro tanque de limpeza 145. O objeto então segue para uma sequência de procedimentos de enxaguamento e limpeza 410 a 435 onde o objeto é progressivamente limpo e enxaguado em primeiro, segundo e terceiro tanques de limpeza e enxaguamento. Antes de ser colocado no terceiro tanque de enxaguamento, o objeto pode ser processado em um tanque de limpeza por ácido 175. Prevendo o tanque de limpeza por ácido 175 antes do tanque de enxaguamento final, o processo de limpeza 400 pode facilitar o uso de deslocamento de ácido para agir como um agente de purificação no tanque e para manter a capacidade de limpeza no tanque de enxaguamento. O sistema de enxaguamento pode ser um projeto em contrafluxo, onde solução fresca, tal como água deionizada, é suprida ao último tanque de enxaguamento 180 em sequência e então a um tanque de enxaguamento do meio e assim por diante até o primeiro tanque de enxaguamento em sequência. Isto faz o objeto ser enxaguado em solução progressivamente mais limpa. Misturar enxaguamentos também economiza uso de solução. O processo de limpeza pode agora terminar e o objeto pode seguir para o primeiro tanque de galvanização 150. O processo de limpeza 400 é uma de muitas sequências de aplicações/tanque de galvanoplastia potenciais.

[0028] Um outro processo de limpeza é também descrito com referência à Fig. 5 e baseado em pelo menos alguns dos elementos ilustrados nas Figs. 1-3. Como mostrado na Fig. 2, o sistema 100 pode incluir múltiplas etapas de limpeza usando diversos tanques de limpezas 145 ou tanques de limpeza por ácido 175 e tanques de enxaguamento 180. O processo 500 pode, portanto, começar e prosseguir para a etapa 505, onde um objeto é galvanizado. O objeto galvanizado se move para um terceiro tanque (isto é, um tanque inicial) na etapa 510. O objeto é então enxaguado com solução, tal como água deionizada, na etapa 515 e se move para o tanque de limpeza por ácido 175 para posterior limpeza nas etapas 520 e 525. Depois de ser enxaguado no tanque de limpeza por ácido, o objeto galvanizado se move para um primeiro tanque para posterior enxaguamento nas etapas 530 e 535 (isto é, um último tanque de enxaguamento). Prevendo o tanque de limpeza por ácido 175 antes do último tanque de enxaguamento (por exemplo, o primeiro tanque), o processo de limpeza 500 pode facilitar o uso de deslocamento de ácido para agir como um agente de purificação no tanque e para manter a capacidade de limpeza. O sistema de enxaguamento pode ser um projeto em contrafluxo, onde solução fresca, tal como água deionizada, é suprida ao último tanque de enxaguamento 180 em sequência e então a um tanque de enxaguamento no meio e assim por diante até o tanque de enxaguamento inicial em sequência. Isto faz o objeto ser enxaguado em solução progressivamente mais limpa. Misturar enxaguamento também economiza uso de solução. O processo de limpeza pode agora terminar. O processo de limpeza 500 é uma de muitas sequências de aplicações/tanque de galvanoplastia potenciais.

[0029] O processo acima é vantajoso em que ele permite que os objetos sejam enxaguados em água progressivamente mais limpa para melhores resultados de galvanização. A mistura de enxaguamentos também economiza o uso de água para melhorar a eficiência do processo de limpeza e galvanização. O processo 400 pode limpar de qualquer maneira conhecida e como discutido acima, pode enxaguar objetos usando água deionizada.

[0030] A matéria estabelecida na descrição acima e nos desenhos anexos é oferecida a título de ilustração apenas e não como uma limitação. Embora modalidades particulares tenham sido mostradas e descritas, vai ficar evidente para aqueles versados na técnica que mudanças e modificações podem ser feitas sem sair dos aspectos mais amplos da contribuição dos inventores. O escopo real de proteção buscado é destinado a ser definido nas reivindicações quando visto em sua perspectiva própria com base na técnica anterior.

Claims

1. Sistema de galvanoplastia (100) para galvanizar objetos, o sistema de galvanoplastia caracterizado pelo fato de que compreende: uma armação (105); um sistema de enxague incluindo um primeiro e segundo tanques de enxaguamento (180) dispostos sobre a armação (105), em que o fluido é adaptado para escoar a partir do segundo tanque de enxaguamento para o primeiro tanque de enxaguamento (180); um tanque de galvanização (115) disposto sobre a armação (105); uma estrutura (120) para transportar os objetos para e a partir do tanque de galvanização (115), do primeiro e do segundo tanques de enxaguamento (180); e um dispositivo de movimentação (110) disposto na armação (105) e adaptado para permitir que o sistema de galvanoplastia (100) seja móvel.

2. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um ânodo disposto no tanque de galvanoplastia (115).

3. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um robô pórtico (125) acoplado de maneira operável a estrutura (120) e adaptado para transportar objetos.

4. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um tanque de limpeza (145) para limpar os objetos.

5. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tanque de limpeza (145), tanque de enxaguamento (180) e o tanque de galvanização (115) são posicionados em fila para fluxo de processo.

6. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de movimentação inclui uma pluralidade de rodas (110).

7. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura (120) é em formato de U.

8. Sistema de galvanoplastia de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um tanque de limpeza por ácido (175) disposto na armação (105) em sequência antes do segundo tanque de enxaguamento para o fluxo do processo, em que a estrutura (120) é adicionalmente para transportar objetos para e a partir do tanque de limpeza por ácido (175).

9. Método (500) para galvanoplastia de um objeto utilizando um sistema de galvanoplastia como definido na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de que compreende: fazer o fluido escoar a partir de uma fonte de suprimento para o segundo tanque de enxaguamento (180); e permitir o fluido escoar a partir do segundo tanque de enxaguamento (180) para o primeiro tanque de enxaguamento (180); colocar o objeto no tanque de galvanização (115) usando a estrutura (120); realizar galvanização (505) do objeto no tanque de galvanização (115) antes de enxaguar o objeto no primeiro tanque de enxaguamento (180); colocar o objeto no primeiro tanque de enxaguamento (180) utilizando a estrutura (120) após galvanizar o objeto no tanque de galvanização (115); e enxaguar o objeto no primeiro tanque de enxaguamento (180).

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: colocar (520) o objeto no tanque de limpeza por ácido (175), disposto na armação (105), após enxaguar o objeto no primeiro tanque de enxaguamento (180); e colocar (530) o objeto no segundo tanque de enxaguamento (180) utilizando a estrutura (120) após colocar o objeto no tanque de limpeza por ácido (175).

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um ânodo é disposto no tanque de galvanização (115).

12. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente colocar (510) o objeto em um terceiro tanque de enxaguamento (180) utilizando a estrutura (120) antes de enxaguar o objeto no primeiro tanque de enxaguamento (180), em que o fluido escoe a partir do primeiro tanque de enxaguamento (180) para o terceiro tanque de enxaguamento (180).

13. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fazer o fluxo de soluções através do tanque de galvanização (115) ser laminar.

14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que colocar o objeto no tanque de galvanização (115) inclui dispor a estrutura (120) no tanque de galvanização (115) e com a estrutura (120) escanchando o ânodo.

15. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o fluido é água deionizada.

16. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a estrutura (120) é em formato de U.