Tecnología

1, principio de limpieza ultrasónica

Principio de limpieza ultrasónica: la máquina de limpieza ultrasónica se utiliza para amplificar la potencia eléctrica de la señal oscilante con una frecuencia superior a 20kHz a través del generador ultrasónico y luego convertirla en energía de vibración mecánica de alta frecuencia a través del efecto piezoeléctrico inverso del transductor ultrasónico (cabeza vibrante). A través de la radiación acústica en el medio de limpieza, las moléculas de líquido de limpieza vibran y generan numerosas pequeñas burbujas. Las burbujas se forman y crecen en el área de presión negativa a lo largo de la dirección de propagación ultrasónica, y se cierran rápidamente en el área de presión positiva para generar la alta presión instantánea de miles de atmósferas y estallar, formando numerosas ondas de choque de alta presión micro que actúan sobre la superficie de la pieza de trabajo limpiada. Esta es la “ efecto de cavitación” en limpieza ultrasónica. La máquina de limpieza ultrasónica se basa en el principio básico de “ efecto de cavitación” Por lo tanto, la limpieza por ultrasonidos tiene una excelente capacidad de limpieza para piezas de trabajo con estructuras internas y externas complejas, superficies micro desiguales, hendiduras, pequeños agujeros, esquinas, esquinas muertas y componentes densos, lo que es inigualable por otros métodos de limpieza. Con el aumento de la frecuencia ultrasónica, el número de burbujas aumenta y la fuerza de impacto de explosión disminuye. Por lo tanto, el ultrasonido de alta frecuencia es especialmente adecuado para limpiar pequeñas partículas de suciedad sin romper la superficie de la pieza de trabajo.

2、Expansión y estallido de burbuja de cavitación (implosión)

Las burbujas se generan aplicando ondas sonoras de alta frecuencia (frecuencia ultrasónica) y de alta intensidad al líquido. Por lo tanto, cualquier sistema de limpieza por ultrasonidos debe tener tres componentes básicos: un tanque que contenga líquido de limpieza, un transductor que convierte la energía eléctrica en energía mecánica y un generador de ultrasonidos que genera señales eléctricas de alta frecuencia.

Transductores y generadores

El transductor es la parte más importante del sistema de limpieza por ultrasonidos. Hay dos tipos de transductores, uno es el transductor magnético, que está hecho de níquel o aleación de níquel; Un transductor piezoeléctrico está hecho de titanato de zirconato de plomo u otra cerámica. Cuando un material piezoeléctrico se coloca en un campo eléctrico con voltaje variable, se deformará, que es el llamado ‘ efecto piezoeléctrico’ Por el contrario, los transductores magnéticos están hechos de materiales que pueden deformarse en un campo magnético cambiante. No importa qué tipo de transductor se utilice, el factor más básico es la intensidad del efecto de cavitación. Al igual que otras ondas sonoras, las ondas ultrasónicas son una serie de puntos de presión, es decir, una onda de compresión y expansión alternas. Si la energía sonora es lo suficientemente fuerte, el líquido es empujado en la etapa de expansión de la onda, generando así burbujas; En la etapa de compresión de la onda, estas burbujas estallan o implosan instantáneamente en el líquido, generando una fuerza de impacto muy eficaz, que es especialmente adecuada para la limpieza. Este proceso se llama cavitación.

Compresión y expansión de ondas sonoras

Teóricamente, la burbuja de cavitación de estallido generará una presión de más de 10000 psi y una alta temperatura de 20000 ° f (11000 ° C), y la onda de choque irradiará rápidamente hacia fuera en el momento de su estallido. La energía liberada por una sola burbuja de cavitación es muy pequeña, pero millones de burbujas de cavitación estallan al mismo tiempo cada segundo, y el efecto acumulativo será muy fuerte. La fuerte fuerza de impacto despejará la suciedad en la superficie de la pieza de trabajo, que es la característica de toda limpieza ultrasónica. Si la energía ultrasónica es lo suficientemente grande, la cavitación ocurrirá en todas partes del líquido de limpieza, por lo que el ultrasonido puede limpiar eficazmente pequeñas grietas y agujeros. La cavitación también promueve la reacción química y acelera la disolución de la máscara facial superficial. Sin embargo, solo cuando la presión del líquido en un área determinada es menor que la presión del gas en la burbuja se producirá cavitación en el área, por lo que esta condición puede satisfacerse cuando la amplitud ultrasónica generada por el transductor es lo suficientemente grande. La potencia mínima requerida para generar cavitación se llama punto crítico de cavitación. Los diferentes líquidos tienen diferentes puntos críticos de cavitación, por lo que la energía ultrasónica debe exceder el punto crítico para lograr el efecto de limpieza. En otras palabras, solo cuando la energía supera el punto crítico se pueden generar burbujas de cavitación para la limpieza por ultrasonidos.

5 La importancia de la frecuencia

Cuando la frecuencia de trabajo es muy baja (dentro del rango de la audición humana), se generará ruido. Cuando la frecuencia es inferior a 20 kHz, el ruido de trabajo no solo se vuelve grande, sino que también puede exceder el límite de ruido de seguridad especificado por la ley de seguridad y salud en el trabajo u otras regulaciones. En aplicaciones que requieren una alta potencia para eliminar la suciedad sin considerar el daño a la superficie de la pieza de trabajo, generalmente se selecciona una frecuencia de limpieza más baja en el intervalo de 20 kHz a 30 kHz. La frecuencia de limpieza en este rango de frecuencias se utiliza a menudo para limpiar piezas grandes y pesadas o piezas de trabajo de materiales de alta densidad.

La alta frecuencia se utiliza generalmente para limpiar piezas más pequeñas y precisas, o para eliminar partículas pequeñas. La alta frecuencia también se utiliza en aplicaciones donde no se permite que la superficie de la pieza de trabajo se dañe. El uso de alta frecuencia puede mejorar el rendimiento de limpieza en varios aspectos. Con el aumento de la frecuencia, el número de burbujas de cavitación aumenta linealmente, generando así ondas de choque cada vez más densas que pueden entrar en espacios más pequeños. Si la potencia permanece inalterada, la burbuja de cavitación se vuelve más pequeña, y la energía liberada por ella se reduce correspondientemente, reduciendo así efectivamente el daño a la superficie de la pieza de trabajo. Otra ventaja de la alta frecuencia es que reduce la capa límite viscosa (efecto Bernoulli), lo que permite que las ondas ultrasónicas ‘ descubrir’ partículas extremadamente finas. Zzo9 Shenzhen Qiaobo ultrasónico nuevo equipo Co., Ltd. proporciona una serie de productos de frecuencia, incluyendo 28kHz, 32kHz y 40KHz.

6、Ventajas de la limpieza por ultrasonidos

Alta precisión: debido a que la energía de la onda ultrasónica puede penetrar en huecos finos y pequeños agujeros, se puede usar para limpiar cualquier pieza o conjunto. Cuando las piezas a limpiar son piezas o conjuntos de precisión, la limpieza por ultrasonidos es a menudo el único método de limpieza que puede cumplir con sus requisitos técnicos especiales;

Rápido: la limpieza por ultrasonidos es mucho más rápida que los métodos de limpieza convencionales en la eliminación de polvo y escamas de piezas de trabajo. Las partes de montaje se pueden limpiar sin desmontaje. La limpieza por ultrasonidos tiene la ventaja de ahorrar mano de obra, lo que a menudo lo hace el método de limpieza más económico;

Consistencia: no importa si las partes a limpiar son grandes o pequeñas, simples o complejas, individuales o por lotes o en la línea de montaje automática, el uso de limpieza por ultrasonidos puede obtener la limpieza uniforme sin igual de la limpieza manual.

7、Tecnología de limpieza por ultrasonidos y selección de solución de limpieza

Antes de comprar el sistema de limpieza, se llevará a cabo el siguiente análisis de aplicación para las partes limpiadas: se determinará la composición del material, la estructura y la cantidad de las partes limpiadas, y se analizará y determinará la suciedad a eliminar. Estas son las condiciones previas para determinar el método de limpieza que se va a utilizar y determinar si se va a usar una solución o disolvente acuoso de limpieza. El proceso final de limpieza debe verificarse mediante experimentos de limpieza. Sólo de esta manera se puede proporcionar un sistema de limpieza adecuado, un proceso de limpieza razonablemente diseñado y una solución de limpieza.

8、Selección del fluido de limpieza

Considerando la influencia de las características físicas del líquido de limpieza en la limpieza ultrasónica, la presión de vapor, la tensión superficial, la viscosidad y la densidad deben ser los factores más significativos. La temperatura puede afectar a estos factores, por lo que también afecta a la eficiencia de la cavitación. Cualquier sistema de limpieza debe utilizar líquido de limpieza.

Los siguientes tres factores deben considerarse al seleccionar el líquido de limpieza:

1. Eficiencia de limpieza: al seleccionar el disolvente de limpieza más eficaz, se deben hacer experimentos. Si se introduce el ultrasonido en el proceso de limpieza existente, generalmente no es necesario cambiar el disolvente utilizado;

2. operación simple: el líquido utilizado debe ser seguro, no tóxico, fácil de operar y larga vida útil;

3. Costo: el costo de uso del disolvente de limpieza más barato no es necesariamente el más bajo. La eficiencia de limpieza y seguridad del disolvente, el número de piezas de trabajo que pueden limpiarse con una cierta cantidad de disolvente y la tasa de utilización más alta deben considerarse en el uso. Por supuesto, el disolvente de limpieza seleccionado debe lograr el efecto de limpieza y ser compatible con el material de la pieza de trabajo a limpiar. El agua es la solución de limpieza más común, por lo que el sistema que utiliza una solución a base de agua es fácil de operar, de bajo costo y ampliamente utilizado. Sin embargo, algunos materiales y suciedad no son adecuados para soluciones acuosas, por lo que hay muchos disolventes para elegir.

9、Dos sistemas de limpieza distinguidos por diferentes soluciones de limpieza

Sistema acuoso: generalmente compuesto por un tanque abierto en el que se sumerge la pieza de trabajo. El sistema complejo estará compuesto por múltiples tanques y equipado con sistema de filtración circulante, tanque de lavado, tanque de secado y otros accesorios. Sistema de disolventes: la mayoría de ellos son máquinas de limpieza de desengrasamiento en fase de vapor por ultrasonidos, a menudo equipadas con dispositivos de recuperación continua de líquidos residuales. El proceso de eliminación de aceite en fase de vapor por ultrasonidos se completa mediante un sistema integrado de múltiples tanques compuesto por un tanque de evaporación de disolvente y un tanque de inmersión por ultrasonidos. Bajo la acción combinada de vapor de disolvente caliente y agitación ultrasónica, se eliminan aceite, grasa, cera y otra suciedad disuelta en disolvente. Después de una serie de procedimientos de limpieza, la pieza de trabajo está caliente, limpia y seca.

10、Tratamiento de piezas de limpieza

Otra consideración de la limpieza por ultrasonidos es la carga y descarga de piezas de limpieza o el diseño de herramientas para colocar piezas de limpieza. Cuando las piezas de limpieza están en el tanque de limpieza por ultrasonidos, ni las piezas de limpieza ni la cesta de piezas de limpieza tocarán la parte inferior del tanque. La superficie total de la sección transversal de las partes de limpieza no debe exceder del 70% de la superficie de la sección transversal del tanque de ultrasonidos. El caucho y el plástico no rígido absorberán energía ultrasónica, por lo que tenga cuidado al usar tales materiales para herramientas. También se prestará especial atención a las piezas de limpieza aisladas. La eficiencia de incluso el mejor sistema de limpieza ultrasónica se reducirá en gran medida si la cesta de herramientas no está diseñada correctamente o las piezas de trabajo son demasiado pesadas. Se pueden usar ganchos, estantes y vasos para apoyar las piezas de limpieza.