日本SND超聲波清洗機(jī)雖然是特定品牌,但其核心工作原理與主流的超聲波清洗技術(shù)是相通的,主要依賴于超聲波空化效應(yīng),并結(jié)合了清洗液的化學(xué)作用和機(jī)械流體動(dòng)力來達(dá)到高效清潔的目的。由于目前關(guān)于SND品牌的詳細(xì)公開技術(shù)資料不多,我會(huì)基于通用的高質(zhì)量超聲波清洗機(jī)原理為你解釋,并提供一些選購(gòu)和使用建議。
超聲波清洗能力的關(guān)鍵,在于空化效應(yīng)(Cavitation)。它指的是超聲波在液體中傳播時(shí),產(chǎn)生無數(shù)微小的真空氣泡(空化泡),這些氣泡在瞬間破裂(內(nèi)爆)時(shí),能產(chǎn)生非常強(qiáng)大的局部高壓和高溫沖擊波,從而剝離工件表面的污物。
空化效應(yīng)的過程主要包括:
氣泡形成:超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超過20kHz的高頻電信號(hào),通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)并傳遞到清洗液中。在聲波的負(fù)壓(膨脹)階段,液體中會(huì)形成無數(shù)微小的真空氣泡核(空化核)。
氣泡生長(zhǎng)與破裂:這些空化泡在聲波的正壓(壓縮)階段瞬間崩潰、破裂。就在這閉合的瞬間,會(huì)產(chǎn)生極其短暫的局部高溫(理論上可達(dá)數(shù)千攝氏度)和高壓(上百個(gè)大氣壓,或超過10,000psi),形成強(qiáng)烈的微射流沖擊波。
污垢剝離:這些強(qiáng)大的微射流沖擊波均勻地作用到浸沒在清洗液中的工件表面,沖擊、剝落工件上的各類污垢,并能鉆入手工刷洗難以觸及的微孔、盲孔、縫隙等復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行清潔。
空化效應(yīng)是整個(gè)清洗過程的物理核心,其強(qiáng)度直接影響清洗效果。
除了空化效應(yīng),還有兩個(gè)機(jī)制輔助清洗:
直進(jìn)流作用(Direct Current Flow):超聲波在液體中傳播時(shí),會(huì)沿聲波方向產(chǎn)生一種穩(wěn)定的單向流體,稱為直進(jìn)流。它的流速大約可達(dá)10cm/s。直進(jìn)流能沖刷工件表面,將被空化效應(yīng)剝離下來的污垢帶走,并促進(jìn)清洗液的新舊混合,提高清洗效率。
加速度作用(Acceleration):高頻超聲波(通常指更高頻率的超聲波)作用下,空化效應(yīng)可能減弱,但液體粒子會(huì)在超聲波作用下獲得很大的加速度。這些高速運(yùn)動(dòng)的粒子會(huì)撞擊工件表面的污物,從而進(jìn)行清洗。這對(duì)于非常精密、表面光潔度要求高的工件避免潛在損傷是有益的。
一臺(tái)典型的超聲波清洗機(jī)通常由三個(gè)基本部分組成:
超聲波發(fā)生器(Ultrasonic Generator):俗稱“電源",是設(shè)備的大腦。它產(chǎn)生特定頻率和功率的高頻電信號(hào),并控制清洗時(shí)間、溫度等參數(shù)。一些高型號(hào)可能支持雙頻或多頻可調(diào),以適應(yīng)不同清洗需求。
換能器(Transducer):是設(shè)備的“心臟",負(fù)責(zé)將發(fā)生器送來的高頻電能轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)(超聲波)。常見的換能器有壓電陶瓷式(如鋯鈦酸鉛陶瓷)和磁致伸縮式(如鎳或鎳合金制成的)。目前大多數(shù)設(shè)備采用壓電陶瓷換能器。
清洗槽(Cleaning Tank):通常由優(yōu)質(zhì)不銹鋼(如SUS304或SUS316)制成,用于盛放清洗液和待清洗工件。換能器通常緊密安裝在槽底或側(cè)壁,其振動(dòng)直接傳遞給槽壁,進(jìn)而輻射到整個(gè)清洗液中。
參數(shù) | 影響與選擇 | 常見應(yīng)用參考 |
---|---|---|
頻率(Frequency) | 低頻(20kHz-30kHz):空化泡大,能量強(qiáng),去污力猛,適于粗大、堅(jiān)硬污垢,但可能損傷精密表面。 高頻(40kHz及以上):空化泡小且密集,能量柔和,適于精密、復(fù)雜零件和微小顆粒的清洗。 | 五金零件、重油污:25kHz-28kHz 一般工業(yè)、實(shí)驗(yàn)室:40kHz 精密光學(xué)、半導(dǎo)體、微顆粒:80kHz-120kHz或更高 |
功率密度(Power Density) | 單位面積上的超聲功率(W/cm2或W/L)。功率密度高,空化強(qiáng)度大。但并非越高越好,過高會(huì)產(chǎn)生過多無用氣泡形成“聲障",降低效果,甚至損壞工件和設(shè)備。需足夠引發(fā)空化并維持即可。 | 通常需超過空化臨界點(diǎn),一般在0.3-0.5 W/cm2以上,具體需根據(jù)清洗液和工件確定。 |
清洗液(Cleaning Fluid) | 不僅要有良好的潤(rùn)濕性、溶解性(針對(duì)特定污垢),其表面張力、粘度、蒸汽壓等也直接影響空化效應(yīng)的難易和效果。純水不易空化,通常需加入洗滌劑、表面活性劑等降低表面張力。 | 水基清洗液:應(yīng)用廣,成本低 有機(jī)溶劑:針對(duì)特定油污、油脂 選擇時(shí)需考慮與工件材料的相容性。 |
溫度(Temperature) | 適當(dāng)加溫(通常50-65℃)可降低清洗液粘度和表面張力,促進(jìn)空化,加速化學(xué)反應(yīng),提高清洗效率。但過高溫度可能使清洗液汽化,或超過工件耐受范圍。 | 對(duì)大多數(shù)清洗液和污垢,存在一個(gè)最佳溫度范圍,需參考清洗液說明和實(shí)踐確定 。 |
規(guī)范操作能提升清洗效果并延長(zhǎng)設(shè)備壽命:
嚴(yán)禁空槽開機(jī):清洗槽內(nèi)必須加入足夠液體(液位通常有標(biāo)示)后才能啟動(dòng)超聲波。無液或液量不足開機(jī),會(huì)使換能器過熱損壞。
選擇合適清洗液:選擇合適的清洗液并定期更換。污染的清洗液不僅清洗效果下降,還可能造成二次污染。
正確放置工件:
工件應(yīng)使用托盤或吊籃盛放,避免直接接觸槽底,以免劃傷槽體并影響振動(dòng)傳遞。
工件和清洗籃的總橫截面積不宜超過槽口面積的70%。
對(duì)于小工件,注意它們之間不要緊密疊壓,以免遮蔽清洗表面。
及時(shí)清潔保養(yǎng):每次使用后,清潔清洗槽,避免殘留污物腐蝕槽體或影響下次清洗。
注意安全:設(shè)備電源應(yīng)有良好的接地裝置。若清洗液為易燃品,需特別注意防火防爆。
超聲波清洗機(jī)因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于許多行業(yè):
工業(yè)領(lǐng)域:清潔五金零件、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、油泵油嘴、化油器、液壓件、模具等上的油污、碎屑、拋光膏。
電子/半導(dǎo)體領(lǐng)域:清洗半導(dǎo)體硅片、電路板(PCB)、電子元器件等上的助焊劑、微粒、油脂。
光學(xué)/光電領(lǐng)域:清潔光學(xué)鏡片、液晶玻璃基板等上的微粒、灰塵。
珠寶鐘表/醫(yī)療領(lǐng)域:清洗珠寶首飾、鐘表零件、手術(shù)器械、玻璃器皿等。
實(shí)驗(yàn)室研發(fā):用于各種需要高效、一致清洗的實(shí)驗(yàn)樣品前處理。
其主要優(yōu)勢(shì)在于:
清洗:能深入復(fù)雜工件的盲孔、縫隙、凹槽等手工難以觸及的部位。
一致性好:清洗效果均勻,適用于批量處理,減少人為因素影響。
減少損傷:相比硬刷刮擦,對(duì)工件表面損傷更小(仍需注意頻率和功率選擇)。
高效節(jié)能:通常能在較短時(shí)間內(nèi)完成清洗,節(jié)省人力和時(shí)間。
清洗液的選擇對(duì)最終效果至關(guān)重要,主要有兩類:
水基清洗液:以水為基質(zhì),加入表面活性劑、助洗劑等。環(huán)保、成本低、安全性好,應(yīng)用范圍廣。對(duì)多數(shù)極性污垢和水溶性污垢效果好,但對(duì)某些重油污、非極性污垢可能需加熱或機(jī)械力輔助。
有機(jī)溶劑清洗液:如碳?xì)淙軇?、醇類、氟系溶?/span>等。對(duì)礦物油、油脂、蠟等非極性污垢溶解能力強(qiáng),揮發(fā)快。但不少溶劑易燃、有毒或有環(huán)保限制,需謹(jǐn)慎選擇和使用,注意通風(fēng)防火防爆。
選擇時(shí)務(wù)必考慮:
需清除的污垢類型(油、蠟、指紋、粉塵、拋光膏等)。
工件材料(是否會(huì)與清洗液發(fā)生反應(yīng)、被溶解或腐蝕)。
清洗液的性能(清洗力、表面張力、粘度、沸點(diǎn)等)。
安全與環(huán)保要求(閃點(diǎn)、毒性、廢棄物處理等)。
設(shè)備兼容性(是否對(duì)設(shè)備密封件、泵等有損害)。
建議:嚴(yán)格遵循設(shè)備制造商和清洗液供應(yīng)商提供的指導(dǎo)和建議。
全國(guó)統(tǒng)一服務(wù)電話
13530735388電子郵箱:17375971654@163.com
公司地址:龍華街道龍華大道906號(hào)電商集團(tuán)7層
掃碼加微信