HIGHLIGHT OF THE MONTH

Every Wave ultrasonic systems: from cleaning to the most surprising industrial applications

Every Wave is a young start-up company providing consultancy for the design of devices in all fields of acoustics, with a particular focus on the application of power ultrasound to open up new industrial frontiers. Established as the spin-off of Unitech that specialises in innovative solutions for ultrasonic industrial cleaning systems, Every Wave has now become its main drive, thus enabling the company to expand its product range and penetrate previously unimaginable sectors.

Ultrasound technology is now widely used in a broad variety of applications: from everyday life (physiotherapy and medicine, for example) to the most diverse industrial sectors, it can be adapted to the most complex and particular needs. In order to understand its potential, we interviewed Lorenzo Spicci, a Senior

Acoustic Engineer at Every Wave Srl, and Roberto Gennaro and Matteo

Pantano, the General Manager and Technical Manager of Unitech Srl, respectively.

Every Wave is a start-up company founded in 2017 as a spin-off of Unitech, which has been researching, developing, and producing the most innovative solutions for ultrasound systems for many years now – at first in the surface treatment field and then, also thanks to the interaction with Every Wave itself, in many other industrial sectors.

The establishment of Every Wave

Roberto Gennaro from Unitech explains the reasons behind the creation of Every Wave: “An increasing number of companies contacted us to inquire about the feasibility of complex projects that involved the use of ultrasound in sectors other than cleaning and electroplating. That is why we decided to create a new company, closely linked to Unitech but focussing on the R&D of innovative solutions and on the preparation of feasibility studies to systematically analyse and assess customer projects and calculate their related costs. Every Wave was thus established.” “Every Wave, which can be considered as a spin-off of Unitech,” says Lorenzo Spicci, “started its activity with two primary functions: the design of ultrasound systems for particular industrial applications and the drafting of feasibility studies. These are crucial to understand the actual scope of a project: we prepare a business plan together

Sistemi ultrasonici Every Wave: dal lavaggio alle applicazioni industriali più sorprendenti

Every Wave è una giovane start-up che fornisce consulenza per la progettazione di dispositivi destinati a tutti i settori dell’acustica, con particolare focus sulle applicazioni degli ultrasuoni di potenza per nuove frontiere industriali. Avviata come spin-off di Unitech, specializzata in soluzioni innovative per sistemi ad ultrasuoni di lavaggio industriale, Every Wave oggi ne è diventata il drive fondamentale, permettendole di ampliare il proprio range di prodotti e di penetrare in settori prima impensabili.

La tecnologia degli ultrasuoni ha ormai raggiunto un’ampia diffusione nelle applicazioni più diverse: dalla vita di tutti i giorni (fisioterapia e medicina, per esempio) fino ai settori industriali più svariati, il suo utilizzo sembra adattarsi alle esigenze più complesse e particolari.

Per capire le potenzialità della sua applicazione, abbiamo intervistato

Lorenzo Spicci, Senior Acoustic Engineer di Every Wave Srl e Roberto

Gennaro e Matteo Pantano, rispettivamente General Manager e Technical

Manager di Unitech Srl.

Every Wave è una start-up fondata nel 2017 come spin-off di Unitech, azienda attiva da anni nella ricerca, sviluppo e produzione delle soluzioni più innovative per i sistemi ad ultrasuoni dapprima nell’ambito del trattamento delle superfici e, successivamente, anche grazie all’interazione con Every Wave, in molti altri settori industriali.

La nascita di Every Wave

Roberto Gennaro di Unitech spiega i motivi della scelta che hanno portato alla nascita di Every Wave: “Un numero sempre maggiore di aziende ci contattava per sottoporci progetti complessi che prevedevano l’utilizzo degli ultrasuoni in settori diversi da quelli del lavaggio e della galvanica e per capirne la fattibilità. Abbiamo quindi pensato di creare una nuova impresa, collegata a doppio filo con Unitech, ma che concentrasse il proprio core business nell’ambito della ricerca e sviluppo di soluzioni innovative e nella preparazione di studi di fattibilità per analizzare e valutare in modo sistematico i progetti dei clienti e quantificare i costi dell’avvio del progetto: è nata così Every Wave”. “Every Wave, che possiamo considerare un vero e proprio spin-off di Unitech, – interviene Lorenzo Spicci – ha quindi iniziato la propria attività con due funzioni primarie: la progettazione di sistemi ad ultrasuoni per applicazioni industriali particolari e gli studi di fattibilità. Questi ultimi

© Unitech

The reactors designed by Every Wave and manufactured by Unitech Srl. I reattori progettati da Every Wave e realizzati da Unitech Srl.

with the client, develop the project using advanced multiphysics simulation software, and, based on this, we move on to the formulation of an ad hoc solution, which is then implemented by Unitech.”

Key design factors

Over the years, this has proven a winning idea: the collaboration of Every Wave and Unitech has led to the growth of both. “Our innovative approach has played a crucial role,” states Spicci. “Our design process is not based on empirical tests, as is commonly the case, but on acoustic-structural simulations. Therefore, each project starts with a finite element mathematical model (FEM method) and, through mechanical design, cross-linking, and physical layout design phases, it ends with the final device. The process simulation is very close to the actual product development. In this way, we can minimise our time to market, eliminating the need to create and test different prototypes.” “An example of the efficiency of our structure,” notes Matteo Pantano from Unitech, “is the recent conversion of our ultrasonic systems for mask welding. In the space of a few months, we studied the required bibliography, created a client portfolio from scratch, and designed and manufactured our products, because there was no time to lose: demand was very high and our customers could not afford to wait. On this occasion, we were able to confirm that the synergy between Every Wave and Unitech works optimally even in the case of very tight deadlines.”

Ultrasound: unlimited applications

“In all its applications,” indicates Lorenzo Spicci, “ultrasound sono fondamentali per capire la vera portata del progetto: prepariamo un business plan insieme al cliente, sviluppiamo il progetto attraverso software di simulazione multifisica avanzati e partiamo da questa forma di collaborazione per passare alla formulazione di una soluzione ad hoc, che è poi realizzata da Unitech”.

I fattori chiave della progettazione

Nel corso degli anni, la scommessa è stata vinta e la collaborazione di Every Wave e Unitech ha portato alla crescita di entrambe. “Ha contato molto l’impostazione innovativa che abbiamo scelto di dare al nostro lavoro” – continua Spicci. “La fase di progettazione, infatti, non si basa su prove empiriche, come comunemente accade, bensì su simulazioni acustico-strutturali, per cui ogni progetto prende avvio da un modello matematico a elementi finiti (modello FEM), per poi arrivare, attraverso il disegno meccanico, la reticolatura e l’impostazione fisica, al dispositivo finale. La simulazione del processo è molto vicina allo sviluppo reale del prodotto. In questo modo, possiamo ridurre al minimo il time to market, eliminando la necessità di creare e testare prototipi diversi”. “Un esempio dell’efficienza della nostra struttura – interviene Matteo Pantano di Unitech – è rappresentato dalla recente riconversione dei nostri sistemi ad ultrasuoni per la saldatura delle mascherine. Nell’arco di pochi mesi abbiamo studiato la bibliografia, creato da zero il portfolio clienti, progettato e realizzato i prodotti perché non c’era tempo da perdere: la richiesta era elevatissima e i nostri clienti non potevano permettersi di attendere. In questa occasione abbiamo avuto la conferma di come la sinergia messa in atto tra Every Wave e Unitech funzioni in modo ottimale anche nel caso di tempistiche molto strette”.

Ultrasuoni: nessun limite alla loro applicazione

“In tutte le sue applicazioni - ci spiega Lorenzo Spicci – la tecnologia

technology is based on transforming high-frequency electrical ad ultrasuoni si basa sulla trasformazione di onde elettriche ad alta waves emitted by a generator into mechanical oscillations through frequenza emesse da un generatore in oscillazioni meccaniche attraverso a converter-booster unit, which transfers the oscillating power to un assieme convertitore - booster, che, amplificando l’energia ultrasonora a sonotrode by amplifying the ultrasonic energy as required.” In in base alle esigenze, trasferisce al sonotrodo la potenza oscillante”. industrial cleaning, such power is transferred to the cleaning liquid, Nell’ambito del lavaggio industriale, questa potenza viene trasferita nel where, under strong alternating pressure, microscopic bubbles are liquido di lavaggio, dove, per mezzo di una forte pressione alternata, si created that implode, thus creating high-intensity shock microwaves. creano delle bolle microscopiche che implodono, creando microonde These are capable of separating or disintegrating any residues on the d’urto a forte intensità, in grado di separare o disintegrare i residui surfaces of the treated parts. “The same principle used for industrial presenti sulla superficie dei pezzi da trattare. cleaning, which is called “Lo stesso principio utilizzato cavitation,” says Spicci, “can be © Unitech per il lavaggio industriale, applied to other processes and che prende il nome di sectors, such as agri-food, plant “cavitazione” – precisa Spicci – extraction, renewable energies, può essere applicato in altre sonochemistry, and water lavorazioni e settori, come, per purification.” esempio, nell’agroalimentare “In our ultrasound systems,” e nell’estrazione vegetale, explains Spicci, “cavitation takes nelle energie rinnovabili, nella place inside a reactor consisting sonochimica e nella depurazione in a steel cylinder, housing the delle acque”. ultrasonic sonotrode. The latter “Nei nostri sistemi ad is generally a bar that vibrates ultrasuoni – continua Spicci – la while being immersed in a cavitazione avviene all’interno liquid at a frequency of 20 kHz, di un reattore, costituito da un thus generating such an intense cilindro in acciaio, che ospita il acoustic pressure field that it From left to right: Roberto Gennaro and Matteo Pantano from Unitech, sonotrodo ultrasonico. Questo generates the phenomenon and Lorenzo Spicci from Every Wave. è generalmente una barra che of cavitation. As the fluid Da sinistra: Roberto Gennaro e Matteo Pantano di Unitech vibra immersa in un liquido con passes through the reactor, it e Lorenzo Spicci di Every Wave. una frequenza di circa 20 kHz, undergoes a treatment that may be homogenisation, dispersion, or emettendo un campo di pressione acustico così intenso da generare il agglomeration of particles or other chemical phenomena of various fenomeno della cavitazione. Il fluido, attraversando il reattore, subisce kinds. un trattamento che può essere di omogeneizzazione, dispersione o “On the other hand, ultrasonic welding occurs in the absence of agglomerazione di particelle o altri fenomeni chimici di diverso tipo. fluid. The ultrasonic oscillating power transmitted by the sonotrode, Per quanto riguarda, invece, la saldatura ad ultrasuoni, che avviene in contact with the parts to be welded, is transformed into frictional in assenza di fluido, la potenza oscillante ultrasonora trasmessa dal heat; by melting the surface material, this enables it to be welded. sonotrodo, a contatto con i pezzi da saldare, viene trasformata in calore di In cutting applications for the food industry, the sonotrode, the attrito che, fondendo il materiale superficiale, ne permette la saldatura. end of which is shaped like a blade, uses ultrasonic vibrations to Nel settore alimentare per le operazioni di taglio, il sonotrodo, la cui parte eliminate friction between the blade and the part to be cut; this terminale è a forma di lama, tramite le vibrazioni ultrasonore permette results in maximum cutting precision, while maintaining perfect blade di eliminare l’attrito tra il coltello e il pezzo da tagliare, ottenendo come cleanliness and eliminating the risk of workpiece deformation. Finally, risultato la massima precisione di taglio, mantenendo la perfetta pulizia in the field of ink and varnish production, we have received requests della lama ed eliminando il rischio di deformazione del pezzo. to use cavitation to homogenise the components used during the Per citare un ultimo case study, nell’ambito della produzione di inchiostri mixing stage of special coating products, such as powders and e vernici abbiamo ricevuto delle richieste per utilizzare la cavitazione allo pigments. In a nutshell, the use of ultrasound is a part of a product’s scopo di omogeneizzare i componenti durante la fase di miscelazione di development chain and even enhances it, because it helps accelerate prodotti vernicianti particolari, come polveri e pigmenti.

a crucial stage in the production process and improve product performance.”

The launch of new products

In order to meet the latest market requirements, Unitech has developed some new products, such as multipurpose reactors, and improved its TiTAKO generator range for use in laboratories employing small sonicators or in the cleaning sector, when power requirements are less than 1000 Watts. “We have also developed some systems 4.0 with an automatic calibration option, which is much appreciated by the market,” states Gennaro. “We also offer a complete assistance service even remotely, including the possibility to calibrate our devices via the web. This is a very important factor at a time like this, when it is still difficult to travel, in order to stay in touch with all our customers not only in Italy, but also in the rest of Europe, Asia, and South America”. The development of new products resulting from the synergy between Every Wave and Unitech will be the subject of an article to be soon published in the pages of our magazine.

In poche parole, l’uso degli ultrasuoni fa parte della catena di sviluppo di un prodotto, ne rappresenta il potenziamento, perché contribuisce all’accelerazione di una fase del processo produttivo e all’efficientamento delle performance di prodotto”.

Il lancio dei nuovi prodotti

Per soddisfare nuove richieste dell’industria, Unitech ha realizzato nuovi prodotti, tra cui i reattori multipurpose, e implementato la gamma dei propri generatori TiTAKO per l’impiego nei laboratori che utilizzano sonicatori di dimensioni ridotte o nell’ambito del lavaggio, quando sono richieste potenze inferiori a 1000 Watt. “Abbiamo inoltre sviluppato sistemi 4.0 con possibilità di calibrazione automatica, un aspetto molto apprezzato dal mercato – conclude Gennaro – e un servizio a 360 gradi di assistenza anche da remoto, che ci ha permesso di tarare i nostri dispositivi via web: un elemento molto importante in un periodo come questo, in cui è ancora difficile viaggiare, per rimanere in contatto con tutti i nostri interlocutori, non solo in Italia, ma anche nel resto d’Europa, in Asia e in Sudamerica”. Lo sviluppo dei nuovi prodotti nati dalla sinergia tra Every Wave e Unitech sarà oggetto del prossimo articolo pubblicato sulle pagine della nostra rivista.

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