超聲波原理 超聲波清洗是基於空化作用,即在清洗液中無數(shù)氣泡快速形成并迅速內(nèi)爆。由此產(chǎn)生的沖擊將浸沒在清洗液中的工件內(nèi)外表面的污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高,氣泡數(shù)量增加而爆破沖擊力減弱,因此,高頻超聲特別適用於小顆粒污垢的清洗而不破環(huán)其工件表面。 空化泡的擴大以及爆裂(內(nèi)爆) |  | 氣泡是在液體中施加高頻(超聲頻率)、高強度的聲波而產(chǎn)生的。因此,任何超聲清洗系統(tǒng)都必須具備三個基本元件:盛放清洗液的槽、將電能轉(zhuǎn)化為機械能的換能器以及產(chǎn)生高頻電信號的超聲波發(fā)生器。 換能器和發(fā)生器 超聲清洗系統(tǒng)最重要的部分是換能器,F(xiàn)存兩種換能器,一種是磁力換能器,由鎳或鎳合金制成;一種壓電換能器,由鋯鈦酸鉛或其他陶瓷制成。 將壓電材料放入電壓變化的電場中時,它會發(fā)生變形,這就是所謂的'壓電效應(yīng)'。相對來說,磁力換能器是用會在變化的磁場中發(fā)生變形的材料制成的。 無論使用何種換能器,通常最基本的因素為其產(chǎn)生的空化效應(yīng)的強度。超聲波和其它聲波一樣,是一系列的壓力點,即一種壓縮和膨脹交替的波(如下圖示)。如果聲能足夠強,液體在波的膨脹階段被推開,由此產(chǎn)生氣泡;而在波的壓縮階段,這些氣泡就在液體中瞬間爆裂或內(nèi)爆,產(chǎn)生一種非常有效的沖擊力,特別適用於清洗。這個過程被稱做空化作用。 聲波的壓縮和膨脹 |  | - 從理論上分析,爆裂的空化泡會產(chǎn)生超過10,000 psi的壓力和20,000 °F (11,000 °C) 的高溫,并在其爆裂的瞬間沖擊波會迅速向外輻射。單個空化泡所釋放的能量很小,但每秒鐘內(nèi)有幾百萬的空化泡同時爆裂,累計起來的效果將是非常強烈的,產(chǎn)生的強大的沖擊力將工件表面的污物剝落,這就是所有超聲清洗的特點。
如果超聲能量足夠大,空化現(xiàn)象會在清洗液各處產(chǎn)生,所以超聲波能夠有效清洗微小的裂縫和孔。空化作用也促進了化學反應(yīng)并加速了表面膜的溶解。 然而只有在某區(qū)域的液體壓力低於該氣泡內(nèi)氣體壓力時才會在該區(qū)域產(chǎn)生空化現(xiàn)象,故由換能器產(chǎn)生的超聲波振幅足夠大時才能滿足這一條件。產(chǎn)生空化所需的最小功率被稱做空化臨界點。不同的液體存在不同的空化臨界點,故超聲波能量必須超過該臨界點才能達到清洗效果。也就是說,只有能量超過臨界點才能產(chǎn)生空化泡,以便進行超聲清洗。 頻率的重要性 當工作頻率很低(在人的聽覺范圍內(nèi))就會產(chǎn)生噪音。當頻率低於20kHz時,工作噪音不僅變得很大,而且可能超出職業(yè)安全與保健法或其他條例所規(guī)定的安全噪音的限度。在需要高功率去除污垢而不用考慮工件表面損傷的應(yīng)用中,通常選擇從20kHz到30kHz范圍內(nèi)的較低清洗頻率。該 頻率范圍內(nèi)的清洗頻率常常被用於清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。潔康公司 提供20KHz的磁力換能器和25KHz的壓電換能器。 Cavitation Strength Relative to 40 kHz  | 高頻通常被用於清洗較小、較精密的零件,或清除微小顆粒。高頻還被用於被工件表面不允許損傷的應(yīng)用。使用高頻可從幾個方面改善清洗性能。隨著頻率的增加,空化泡的數(shù)量呈線形增加,從而產(chǎn)生更多更密集的沖擊波使其能進入到更小的縫隙中。如果功率保持不變,空化泡變小,其釋放的能量相應(yīng)減少,這樣有效地減小了對工件表面的損傷。高頻的另一個優(yōu)勢在於減小了粘滯邊界層(泊努里效應(yīng)),使得超聲波能夠'發(fā)現(xiàn)'極細小的微粒。這種情況近似於小溪中水位降低時可以看清溪底的小石子。 潔康公司提供了一系列中間頻率的產(chǎn)品,有40kHz、80kHz、120kHz和170kHz。清洗極微小的顆粒時,可選用頻率為350kHz的產(chǎn)品。潔康公司近來推出了用於此類場合的MicroCoustics系統(tǒng),其頻率為400kHz。 超聲清洗的優(yōu)越性 超聲清洗目前已被認識到的優(yōu)點如下: | 高精度 | 由於超聲波的能量能夠穿透細微的縫隙和小孔,故可以應(yīng)用與任何零部件或裝配件的清洗。被清洗件為精密部件或裝配件時,超聲清洗往往成為能滿足其特殊技術(shù)要求的唯一的清洗方式; | 快速 | 超聲清洗相對常規(guī)清洗方法在工件除塵除垢方面要快得多。裝配件無須拆卸即可清洗。超聲清洗可節(jié)省勞動力的優(yōu)點往往使其成為最經(jīng)濟的清洗方式; | 一致 | 無論被清洗件是大是小,簡單還是復(fù)雜,單件還是批量或在自動流水線上,使用超聲清洗都可以獲得手工清洗無可比擬的均一的清潔度。 | 超聲清洗工藝及清洗液的選擇 在購買清洗系統(tǒng)之前,應(yīng)對被清洗件做如下應(yīng)用分析: - 明確被洗件的材料構(gòu)成、結(jié)構(gòu)和數(shù)量;
- 分析并明確要清除的污物;
- 決定所要使用的清洗方法,判斷應(yīng)用水性清洗液還是用溶劑,最終需做清洗實驗。
只有這樣,才能提供合適的清洗系統(tǒng)、設(shè)計合理的清洗工序以及清洗液。 化學藥劑的選擇 考慮到清洗液的物理特性對超聲清洗的影響,其中蒸汽壓、表面張力、黏度以及密度應(yīng)為最顯著的影響因素。溫度能影響這些因素,所以它也會影響空化作用的效率。 任何清洗系統(tǒng)必須使用清洗液。水性系統(tǒng)通常由敞口槽組成,工件浸沒其中。而復(fù)雜的系統(tǒng)會由多個槽組成,并配備循環(huán)過濾系統(tǒng)、沖淋槽、干燥槽以及其它附件。 對於使用溶劑的系統(tǒng),多為超聲波汽相除油脂清洗機,常配備廢液連續(xù)回收裝置。超聲波汽相清除油脂過程是由溶劑蒸發(fā)槽和超聲浸洗槽組成的集成式多槽系統(tǒng)完成的。在熱的溶劑蒸汽和超聲激蕩共同作用下,油、脂、蠟以及其他溶於溶劑的污垢就被除去。經(jīng)過一系列清洗工序后下料的工件發(fā)熱、潔凈、干燥。 選擇清洗液時,應(yīng)考慮以下三個因素: - 清洗效率:選擇最有效的清洗溶劑時,一定要作實驗。如在現(xiàn)有的清洗工藝中引入超聲,所使用的溶劑一般不必變更;
- 操作簡單:所使用的液體應(yīng)安全無毒、操作簡單且使用壽命長;
- 成本:最廉價的清洗溶劑的使用成本并不一定最低。使用中必須考慮到溶劑的清洗效率、安全性、一定量的溶劑可清洗多少工件利用率最高等因素。當然,所選擇的清洗溶劑必須達到清洗效果,并應(yīng)與所清洗的工件材料相容。水為最普通的清洗液,故使用水基溶液的系統(tǒng)操作簡便、使用成本低、應(yīng)用廣泛。然而對於某些材料以及污垢等并不適用於水性溶液,那么還有許多溶劑可供選用。
清洗件處理 超聲清洗的另一個考慮因素是清洗件的上、下料或者說是放置清洗件的工裝的設(shè)計。清洗件在超聲清洗槽內(nèi)時,無論清洗件還是清洗件籃都不得觸及槽底。清洗件總的橫截面積不應(yīng)超過超聲槽橫截面積的70%。橡膠以及非剛化塑料會吸收超聲波能量,故將此類材料用於工裝時應(yīng)謹慎。絕緣的清洗件也應(yīng)引起特別注意。工裝籃設(shè)計不當,或所盛工件太重,縱使最好的超聲清洗系統(tǒng)的效率也會被大大降低。任何材料,如果網(wǎng)眼高於50目,對於超聲波就表現(xiàn)出實體的性能,將超聲波反射回去。當網(wǎng)眼大於1/4英寸時,對於超聲波才表現(xiàn)出開放式材料的性能。鉤子、架子以及燒杯都可用來支持清洗件。 溶劑墨水打印機噴頭清洗流程 : 由于很多用戶對溶劑型墨水是否容易堵頭和是否容易腐蝕噴頭存在很大的疑慮,我們對打印機完整地進行了一次 “堵頭“ 清 洗的操作流程,希望對大家有所幫助! 我們先故意讓打印機閑置了一周,沒有開機也沒有打印噴嘴檢查,一周后,直接開機打印噴嘴測試,結(jié)果如下圖:  可以看到,噴嘴基本上完全被堵住了,只有零星幾個噴嘴還可以打印,使用打印機的自動清洗功能,連續(xù)清洗了5次,還是沒有什么效果。 接下來就開始進行手工清洗。 先將噴頭從打印機里面拉出來:  取下小墨囊或墨盒,將打印頭上面數(shù)據(jù)線上的保護蓋取下(保護蓋兩頭各有一個鎖扣,用指甲輕輕一翹就能將保護蓋取下。)  接著再用螺絲刀擰下固定打印頭的螺絲,小心的拔下排線,摘下打印頭。  準備一臺超聲波清洗機   向超聲波清洗機內(nèi)注入約20毫升溶劑墨水專用的清洗液(也可以用無水酒精代替,但效果沒有清洗液好)  將取下的噴頭放入超聲波清洗機里面,以清洗液剛好浸沒住打印頭部分為準,液面高度大約0.5cm。   蓋上清洗機的蓋子,按下啟動鍵,機器便開始自動清洗。一般清洗幾分鐘即可,但如果堵得很嚴重,可以讓噴頭在裝有清洗液的清洗機里面先浸泡24小時左右再進行超聲波清洗。  清洗完的噴頭還要進行檢測,我們可以先不安裝到機器上,直接用手工檢測。找一只醫(yī)用注射器,取下針頭,抽取少量清洗液,然后小心的將注射器垂直插在噴頭的噴嘴上面,慢慢用力,將清洗液注入噴頭里面。  從打印頭下面就可以看到有清洗液噴出,如果噴出的清洗液完全流暢,沒有分岔和間隔的現(xiàn)象就說明噴頭完全清通了。如下圖:  如果噴出的墨水有分岔或明顯有間隔,就說明噴頭還沒有完全清洗好,還要繼續(xù)清洗或浸泡。如下圖:   當噴頭完全清通之后,取出打印頭,晾干多余的清洗液或用電吹風小心的吹干打印頭。(一定注意:必須要等打印頭完全干了之后, 再安裝到打印機里,否則極易燒毀打印頭。。。。。。。。 安裝到打印機里面之后,開機,清洗(目的是為了將噴嘴里面多余的清洗液洗掉,并使墨水完全充滿打印頭,),打印噴嘴測試,一直到打印出完整的測試線為止。  這樣整個的清洗過程就全部完成了! |