Технології ультразвукового очищення

Ультразвукове очищення -  це спосіб очищення поверхні твердих тіл в миючому розчині, в який вводяться ультразвукові коливання. Введення ультразвуку дозволяє не тільки прискорити процес очищення, але і отримати високу ступінь чистоти поверхні, а також значно полегшити ручну працю, відмовитись від пожежонебезпечних та токсичних розчинів. Ультразвукове очищення використовується дуже давно и добре зарекомендувало себе в багатьох галузях промисловості, таких як:

• машинобудування – перед і після обробки деталей і вузлів, перед консервацією та після розконсервації деталей, після зварювання, шліфування, полірування, для усунення оксидних плівок, зняття задирок з деталей;
• приладобудування миття та полірування оптики, деталей точної механіки, інтегральних схем та друкованих плат;
• медицина – миття та полірування оптики, стерилізація та очищення хірургічних інструментів, ампул, в стоматології та фармацевтичній промисловості;
• ювелірна промисловість очищення ювелірних виробів після обробки;
• полімерна галузь– очищення філ’єр і т.п.

Процес ультразвукового очищення обумовлений рядом явищ, які виникають в ультразвуковому полі значної інтенсивності: кавітацією, акустичними течіями, тиском звукового випромінювання, звукокапілярним ефектом. В процесі очищення відбувається руйнування поверхневих плівок забруднення, відшарування та видалення забруднення, їх емульгація  та розчинення. Ефективність очищення залежить від параметрів звукового поля (частоти коливань, інтенсивності звуку ) та фізико-хімічних властивостей миючої рідини. Вибір параметрів звукового поля і миючої рідини з певними можливостями дозволяє досягти необхідної ефективності очищення. На процес очищення впливає також поверхневий натяг миючої рідини, який погіршує процес змочування поверхні деталей, що очищуються, заважаючи проникненню миючого розчину в вузькі щілини та отвори. Для зменшення поверхневого натягу миючої рідини застосовують добавки поверхнево-активних речовин, які покращують змочування поверхні та, утворюючи  дуже тонкі адсорбційні шари на поверхні часток забруднення, сприяє більш легкому їх видаленню.

Введення ультразвукових коливань в технологічне обладнання  відбувається через пластину, що має хороший акустичний контакт з перетворювачем. Геометричні розміри пластин визначаються виходячи з умов отримання необхідної інтенсивності ультразвукових коливань, оптимальне значення якої вибирається залежно  від характеру деталей та виду забруднень.

Основні види забруднень, які видаляються в процесі  ультразвукового очищення, можна об’єднати в чотири групи:

• тверді і рідкі плівки – різні мастила, жири, пасти і т.п.;
• твердий осад – частинки металу и абразиву, пил, нагар, водорозчинні неорганічні сполуки (накип, флюси) і водорозчинні або частково розчинні органічні сполуки (солі, цукор, крохмаль, білок и т.п.);
• продукти корозії – іржа, окалина і т.д.
• запобіжні покриття , покриття для консервації та захисту -  емалі, смоли і т.д.

Правильний вибір миючого середовища - основний і вирішальний фактор, який впливає на якість і час проведення ультразвукового очищення. В якості миючого середовища для ультразвукового очищення застосовують різні розчини та розчинники.

При використанні органічних розчинників (бензин Б-70, фреон-113, чотирьох хлористий вуглець, трихлоретилен, ацетон, дихлоретан і т.д.) ефективно очищують поверхні деталей від полірувальних паст, масел (мінеральних, рослинних та тваринних), вазеліну, парафіну, гудрону. Вони не викликають корозії металу. Маючи малий поверхневий натяг, легко проникають в отвори та щілини і розчиняють в них забруднення.

Широке застосування для ультразвукового очищення знайшли фреони. Це обумовлено їх високою розчинюючою здатністю, незначною токсичністю, негорючістю і можливістю легкої регенерації.

Широке застосування  в ультразвукових установках знайшли також і різні лужні розчини. Їх використовують для обезжирювання деталей, очищення від мастила, полірувальних паст, металевого пилу, абразивів і т.д.
Для досягнення необхідного режиму ультразвукового очищення велике значення має також вибір оптимального значення частоти коливань. Більшість установок ультразвукового очищення  працює в діапазоні частот від 18 до 44 кГц.

Конструктивно ультразвукові установки складаються з генератора відповідної потужності і ванн різних робочих об’ємів. В дно ванн вмонтовані п’єзокерамічні перетворювачі, які акустично пов’язані з дном ванни.

Ванни та робоча частина перетворювачів виконані з нержавіючої сталі , що дозволяє використовувати установку для роботи з лужними, органічними та другими типами розчинників. Між ультразвуковою ванною та кожухом  має бути передбачена акустична розв’язка , а стінки кожуха виконані з шумопоглинаючим покриттям. Зверху ванна закривається кришкою. Для виконання різних технологічних процесів ванни можуть бути доповнені ванними для промивання деталей після очищення і для сушіння.

Для зручності роботи та забезпечення безпечної роботи призначені додаткові аксесуари та пристрої. Так, наприклад, для підвищення ефективності  очищення миючий розчин нагрівають за допомогою трубчатих нагрівачів. Для очищення деталей, які мають великі габарити чи складну конфігурацію використовують занурювальні перетворювачі, які можна встановлювати в якому завгодно положенні.

Травлення за допомогою ультразвуку. Травлення в ультразвуковому полі можна розглядати як різновид ультразвукового очищення. Введення ультразвукових коливань в травильні розчини в декілька разів прискорює процес травлення. Для виготовлення хвилеводів, які передають коливання в розчин, використовують титанові сплави ВТ3 і ВТ9, які  мають підвищену кавітаційно-корозійну стійкість.

2006-2010 © ТОВ "ПУТЕК". Всі права захищено.