Технологии ультразвуковой очистки

Ультразвуковая очистка это способ очистки поверхности твердых тел в моющем растворе, в который вводятся ультразвуковые колебания. Введение ультразвука позволяет не только ускорить процесс очистки, но и получить высокую степень чистоты поверхности, а также заменить ручной труд, отказаться от пожароопасных и токсичных растворителей.

Ультразвуковая  очистка применяется  очень давно, и хорошо  зарекомендовала себя во многих областях промышленности, таких как:

• Машиностроение – перед и после обработки деталей и узлов, перед консервацией и после расконсервации деталей, после сварки, шлифования, полировки, для удаления оксидных пленок, снятия заусенец с деталей;
• Приборостроение – мойка и полировка оптики, деталей точной механики, интегральных схем и печатных плат;
• Медицина – мойка и полировка оптики, стерилизация и очистка хирургических инструментов, ампул, в стоматологии и фармацевтической промышленности;
• Ювелирное производство – очистка ювелирных изделий после обработки;
• Производство изделий из полимеров - очистка фильер и т.п.

  Процесс ультразвуковой очистки обусловлен рядом явлений, которые возникают в ультразвуковом поле значительной интенсивности: кавитацией, акустическими течениями, давлением звукового излучения, звукокапиллярным эффектом. В процессе очистки происходит разрушение поверхностных пленок загрязнения, отслаивание и удаление загрязнений, их эмульгирование  и растворение. Эффективность очистки зависит от параметров звукового поля (частоты колебаний, интенсивности звука) и физико-химических свойств моющей жидкости. Выбор параметров звукового поля и моющей жидкости с определенными  возможностями позволяет достичь необходимой эффективности очистки. На процесс очистки влияет также поверхностное натяжение моющей  жидкости, которое ухудшает процесс смачивания поверхности очищаемых деталей, препятствуя проникновению моющего раствора в узкие щели, отверстия и зазоры. Для уменьшения  поверхностного натяжения моющей жидкости применяют добавки поверхностно-активных веществ, которые  улучшают смачиваемость  поверхности и, создавая  тончайшие адсорбционные слои на поверхности частиц загрязнений, способствуют более  легкому их отрыву.

Введение ультразвуковых колебаний в технологическое оборудование  осуществляется через пластины, которые имеют хороший акустический контакт с преобразователем. Геометрические размеры пластин определяют исходя из условий получения необходимой интенсивности ультразвуковых колебаний, оптимальное значение которой выбирается в зависимости от  характера деталей и вида загрязнений.

Основные виды загрязнений, которые удаляются в процессе  ультразвуковой очистки, можно объединить в четыре группы:

• твердые и жидкие пленки – разные масла, жиры, пасты и т.п.;

• твердые осадки – частички металла и абразива, пыль, нагар, водонерастворимые неорганические соединения (накипь, флюсы) и водорастворимые или частично растворимые органические соединения (соли, сахар, крахмал, белок и т.п.);

• продукты коррозии – ржавчина, окалина и т.д.

• предохраняющие, консервирующие и защитные покрытия  -  эмали, смолы и т.д.

Правильный выбор моющей среды является основным и решающим фактором, влияющим на качество и время ультразвуковой очистки.  В качестве моющей  среды для ультразвуковой очистки применяют  различные  растворы и растворители.

При  использовании органических растворителей  (бензин Б-70, фреон-113, четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, ацетон, дихлорэтан и т.д.) эффективно очищают поверхности деталей от полировочных паст, масел (минеральных, растительных и  животных), вазелина, парафина, гудрона. Они не вызывают коррозии металла, обладая малым поверхностным  натяжением, легко проникают в отверстия и щели и растворяют в них загрязнения.

Широкое применение для целей ультразвуковой очистки нашли фреоны. Это обусловлено их высокой растворяющей способностью, незначительной токсичностью, негорючестью и возможностью легкой регенерации.  

Широкое применение в ультразвуковых установках нашли также и различные щелочные растворы. Их используют для обезжиривания деталей, очистки от смазки, полировочных паст, металлической пыли, абразивов и т.д.

Для достижения необходимого режима ультразвуковой очистки большое  значение имеет также выбор оптимального значения частоты колебаний. Большинство установок ультразвуковой очистки  работает  в диапазоне частот от 18 до 44 кГц.

Конструктивно ультразвуковые установки состоят из генератора соответствующей мощности и ванн различных  рабочих объемов. В дно ванн вмонтированы пьезокерамические преобразователи, которые акустически связаны с  дном ванны.

Ванны и рабочая часть преобразователей выполнены из нержавеющей стали, что позволяет использовать установку для работы со щелочными, органическими и другими типами растворителей. Между ультразвуковой ванной и кожухом должна быть предусмотрена акустическая развязка, а стенки кожуха выполнены с шумопоглощающим  покрытием. Сверху ванна закрывается крышкой. Для выполнения разных  технологических процессов ванны могут быть дополнены ваннами для промывания деталей после очистки, для сушения.

Для удобства и обеспечения безопасной работы предназначены дополнительные аксессуары и приспособления. Так, например, для повышения эффективности  очистки моющий раствор нагревают с помощью трубчатых нагревателей. Для очистки деталей, которые имеют большие габариты или сложную конфигурацию, используют погружные преобразователи, которые можно устанавливать в каком угодно положении.

Травление с помощью ультразвука.  Травление в ультразвуковом поле можно рассматривать как  разновидность ультразвуковой очистки. Введение ультразвуковых колебаний в травильные растворы в несколько  раз ускоряет процесс травления. Для изготовления волноводов, которые  передают колебания в раствор, используют титановые сплавы ВТ3 и ВТ9, которые  имеют повышенную кавитационно-коррозионную стойкость.

2006-2010 © ООО "ПУТЕК". Все права защищены.