Las ondas ultrasónicas pueden limpiar lentes ópticas (prismas, lentes, gafas), pantallas LCD de teléfonos móviles, etc. Ahora que lo sé, ¿hay alguna respuesta más específica?
La aplicación de la tecnología de limpieza por ultrasonidos en nuestro país ha obtenido buenos resultados. 1. Limpieza de piezas mecánicas antes y después de la galvanoplastia o pulverización, limpieza de piezas desmontadas y reparadas que requieren alta limpieza, como limpieza de accesorios de boquillas de bombas de aceite, cojinetes, frenos, filtros de combustible y válvulas. El segundo es la limpieza de placas de circuito impreso, obleas de silicio, chips, carcasas de componentes, asientos, relés de control de señales de sistemas ferroviarios, componentes, conectores, tubos de imagen y dispositivos eléctricos de vacío. El tercero es limpiar y tomar muestras de piezas de vidrio de sistemas ópticos como vidrio, microscopios, telescopios y miras. El cuarto es la limpieza de diversas botellas y frascos utilizados en experimentos como equipos médicos, alimentos, productos farmacéuticos y bioquímica. El quinto es la limpieza de hileras, moldes de precisión, piezas de caucho de precisión, joyería y artesanías.
Hay cerca de 40 fabricantes de equipos de limpieza por ultrasonidos en China, pero su distribución se concentra principalmente en las zonas costeras del sureste. Según las estadísticas, los fabricantes de las zonas costeras representan el 85% del total del país, lo que demuestra que la aplicación de la tecnología de limpieza por ultrasonidos en las zonas económicamente desarrolladas no sólo es prioritaria, sino que también está muy extendida y es muy popular. Al mismo tiempo, también demuestra que las perspectivas para la popularización de la tecnología de limpieza por ultrasonidos en las regiones central y occidental son muy amplias. A nivel de producto, el progreso tecnológico de los productos contemporáneos también es muy evidente en comparación con el de los años setenta y ochenta.
En los últimos años, debido a la transformación tecnológica de los procesos de limpieza tradicionales de las líneas de producción de frenos de automóviles y de las líneas de producción de compresores de refrigeradores, se prevé adoptar procesos de limpieza ultrasónica. En países extranjeros, la limpieza ultrasónica de los marcos de los chasis y las carrocerías de los automóviles antes de la pulverización se puede realizar con líquidos de limpieza especiales para eliminar el óxido, las películas de oxidación y el fosfatado de una sola vez, y luego secarlos antes de pintar.
La empresa americana Advanced Sonic Proctssing SV Systems ha lanzado al mercado una serie de equipos para la limpieza de grandes cantidades de carbón o minerales de metales preciosos, como la limpieza de suciedad y sustancias coloidales en la superficie de minerales granulares metálicos, de modo que los productos químicos puede funcionar mejor; el carbón pulverizado se lava para eliminar cenizas, azufre, etc. , la velocidad de procesamiento es de más de diez toneladas por hora.
El informe de aplicación de la American Dvpont Company en una fábrica farmacéutica de Nueva Jersey señaló que la limpieza ultrasónica puede eliminar la suciedad de la superficie de los tanques de reacción o los barriles de tratamiento químico, en comparación con los métodos ordinarios, ahorra energía y reduce. costos y reduce la contaminación ambiental. El proceso de limpieza es sencillo. Simplemente llene el disolvente con agua, caliéntelo a 65 °C y trátelo con un tensioactivo al 2 % durante 2 a 4 horas, y podrá limpiarlo.
Algunos fabricantes europeos ya han limpiado depósitos de 9,1m3. En el pasado, se usaba metanol para calentar hasta el punto de ebullición durante 4 a 8 horas y se lavaba cinco veces. Además, la limpieza ultrasónica solo necesita una vez para cumplir con los requisitos, lo que no solo ahorra solventes, mejora la eficiencia, sino que también reduce la contaminación ambiental.
A medida que los equipos de limpieza por ultrasonidos se utilizan cada vez más, varios tipos nuevos de equipos de limpieza por ultrasonidos que se mejoran y perfeccionan constantemente están reemplazando a los equipos antiguos que se han lanzado al mercado.
La tecnología de limpieza ultrasónica megahercios se refiere al uso de limpieza ultrasónica entre 700 kHz y 2 MHz. El sistema de limpieza generalmente consta de una pantalla de sensor piezoeléctrico, un recipiente de limpieza y líquido de limpieza, un generador de energía de alta frecuencia y un circuito de control. Para algunos objetos de limpieza específicos, a veces está equipado con secado por aire caliente, rejilla de limpieza especial (cesta) y sistema de circulación de filtración de líquido de limpieza.
Las principales características de la tecnología de limpieza ultrasónica de megahercios son: primero, evita daños en la superficie de objetos de alto acabado; segundo, puede eliminar partículas submicrónicas adheridas a la superficie, cuando se sumergen en líquido; se enfrenta al cambio. Se puede limpiar un lado de la olla, por lo que se deben limpiar ambos lados.
En la actualidad, ya existen equipos comerciales de limpieza por ultrasonidos MHz en los mercados exteriores. Las empresas Verteq, Imtec y ProSys de Estados Unidos han desarrollado este equipo para líneas de producción de semiconductores. En la limpieza de obleas de silicio de 100 a 300 mm, se pueden eliminar partículas diminutas de hasta 0,15 μm en la superficie de la oblea de silicio y se puede acelerar el proceso de limpieza, evitando eficazmente que las partículas se vuelvan a adherir a la superficie de la oblea de silicio. .
La limpieza ultrasónica de megahercios es un equipo estándar indispensable en el proceso de producción de muchos fabricantes extranjeros de circuitos integrados a gran escala.
El principio de la limpieza ultrasónica
El principio de la limpieza ultrasónica es relativamente complejo en teoría e involucra muchos factores y funciones. Hay tres puntos principales que pueden reflejar el papel de la limpieza ultrasónica.
(1) Interacción del orificio
Cuando se irradian potentes ondas ultrasónicas hacia el líquido, el líquido de limpieza cambia cerca de la presión estática (presión de aire estándar). Cuando la presión del aire es inferior a cero, el oxígeno disuelto en el líquido formará pequeños núcleos de burbujas, creando así innumerables pequeñas cavidades (poros) cercanas al vacío. Pequeñas cavidades bajo presión positiva ultrasónica se aplastan mediante compresión adiabática. Esta poderosa onda de choque puede destruir directamente los contaminantes en el momento de triturarlos y dispersarlos en el líquido para formar un mecanismo de limpieza. En experimentos, este poderoso efecto de limpieza puede corroer el papel de aluminio y formar innumerables pequeños agujeros en decenas de segundos.
La limpieza por cavitación tiene un buen efecto sobre el desengrase. La limpieza de otras piezas mecánicas generalmente se realiza a una frecuencia de 28KHZ~50KHZ, y la intensidad ultrasónica de la máquina de limpieza se establece principalmente en 0,5~1w/cm2.
(2) Aceleración
Cuando el líquido limpiador es irradiado por ondas ultrasónicas, las moléculas del líquido vibran. La aceleración de la vibración es 65.438+003 veces la aceleración de la gravedad a 28 KHZ y alcanzará 65.438+005 veces a 950 KHZ. Gracias a esta intensa aceleración, se pueden quitar y limpiar las superficies contaminadas. La onda ultrasónica de 950KHZ no produce agujeros y no es adecuada para limpieza desengrasante. Solo puede limpiar la contaminación de partículas submicrónicas provenientes de la fabricación de semiconductores en la industria electrónica.
(3) Promueve reacciones físicas y químicas
La cavitación causa alta temperatura local y alta presión (1000 presión de aire, 5500 °C) en el líquido, y luego la agitación causada por la vibración. Promueve la multiplicación de efectos químicos o físicos, el líquido se emulsiona y dispersa continuamente, promoviendo aún más la velocidad de las reacciones químicas.
Determine la profundidad de la solución de limpieza
Las ondas ultrasónicas en el líquido formarán un fenómeno de "onda estacionaria" debido a la interferencia mutua y la fuerte combinación de ondas viajeras y ecos (ver Figura 1). El mejor efecto de la radiación ultrasónica se puede obtener determinando la profundidad del líquido que genera ondas estacionarias. La profundidad del líquido que genera la onda estacionaria se puede calcular mediante la siguiente fórmula.
Profundidad del líquido (λ/2) = velocidad/frecuencia del sonido ÷2
Este múltiplo positivo de la profundidad del líquido es también la profundidad más adecuada. Por ejemplo, la profundidad del líquido a una temperatura del agua de 20 ℃ es de 27 mm, 54 mm, 81 mm y la profundidad del líquido a 38 KHZ es de 21 mm. Sin embargo, las ondas estacionarias de diferentes líquidos, sus temperaturas y los vibradores ultrasónicos son diferentes. Ver Tabla 1.
Tabla 1 Comparación de la generación de ondas estacionarias
Velocidad del sonido del fluido de limpieza λ/2
Agua 20°C 1483 mm 27 mm
Freón 20 ℃ 717 mm 13 mm
IPA 20 ℃ 1168 mm 21 mm
Agente de limpieza ácido-base 20 ℃ 1483 mm 27 mm
Modo de generación ultrasónica y configuración de condiciones de limpieza
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El método de generación de ondas ultrasónicas se muestra en la Tabla 2, que se puede seleccionar según los diferentes propósitos de limpieza. Actualmente se utiliza habitualmente un modo de oscilación continua capaz de realizar una limpieza potente. Los métodos de modulación de frecuencia y multifrecuencia tienen muchos fenómenos de limpieza desiguales y no son adecuados para limpiar objetos muy contaminados.
Tabla 2 Método de generación ultrasónica
Características de capacidad interna al cuadrado
La amplitud y frecuencia de la oscilación continua son fijas y se pueden limpiar potentemente. Las ondas estacionarias hacen que la limpieza sea desigual, por lo tanto, aumente la agitación para lograr una limpieza uniforme.
Amplía la amplitud de modulación y cambia el efecto de desgasificación, y el rendimiento de limpieza de diferentes objetos es bueno y el ruido es alto.
La frecuencia de oscilación de la modulación de frecuencia (oscilación FM) se puede cambiar en miles de hercios para una limpieza uniforme. Pobre eficiencia de limpieza y baja potencia de salida promedio.
Al mismo tiempo, se producen múltiples frecuencias y múltiples frecuencias simultáneamente, formando un campo sonoro equilibrado, limpio y uniforme, lo que dificulta la obtención de ondas ultrasónicas potentes.
Alternancia multifrecuencia, cada frecuencia tiene un equilibrio de limpieza multifrecuencia y no es fácil conseguir una limpieza profunda.
La limpieza por radiación cónica utiliza un cuerpo vibratorio fabricado en acero inoxidable para la radiación ultrasónica. Generalmente, las ondas ultrasónicas convencionales se utilizan en situaciones donde la limpieza es insuficiente. La intensidad puede alcanzar 10 o 20 veces y el rendimiento es alto. Pero la superficie de limpieza es pequeña y el ruido es fuerte.
La selección y configuración de las condiciones de limpieza incluye principalmente los siguientes puntos.
Posición de limpieza: coloque el objeto de limpieza en la posición con la mayor presión de onda estacionaria para obtener el mejor efecto de limpieza. Sin embargo, al limpiar objetos más grandes que la onda estacionaria, es probable que se produzca una limpieza desigual. En este momento, el objeto debe agitarse unas pocas decenas de milímetros, que es un método común para reducir una limpieza deficiente.
Atenuación causada por la malla: Cuando se limpian piezas pequeñas, se suele utilizar el método de la cesta de malla. Un tamaño de malla inadecuado de la cesta provocará una atenuación ultrasónica y reducirá el poder de limpieza. Por ejemplo, en el caso de 28 KHZ, el diámetro de malla de la cesta debe ser superior a 5 mm para una limpieza normal. Por ejemplo, al limpiar tornillos pequeños, el tamaño de la malla debe ser de al menos 1 mm. Si la atenuación es grande, se pueden obtener resultados de limpieza normales utilizando una malla de placa delgada azul de 0,1 a 0,5 mm.
Frecuencia: En cuanto al efecto de limpieza relacionado con los factores de frecuencia, generalmente se puede considerar que la baja frecuencia se usa para suciedad difícil de limpiar y la alta frecuencia es más adecuada para ocasiones de limpieza de precisión.
Temperatura del líquido: a medida que aumenta la temperatura del líquido, las burbujas que viven en el líquido bloquearán las ondas sonoras y debilitarán las ondas ultrasónicas. Sin embargo, en la práctica convencional, la capacidad de limpieza aumenta al aumentar la temperatura del líquido. La temperatura del líquido adecuada debe determinarse según los diferentes líquidos de limpieza y objetos de limpieza. Generalmente, la temperatura del líquido es 5060 ℃.
Métodos de limpieza y dispositivos de limpieza
Los ajustes del proceso de limpieza deben determinarse según el tipo de contaminación, el grado de contaminación y el lote de procesamiento. Por ejemplo, la limpieza de cristales generalmente requiere 10 procesos. Cuando se utilizan agentes de limpieza a base de agua, los procedimientos más básicos son los siguientes:
Limpieza ultrasónica (agente de limpieza con agua) → Limpieza ultrasónica (agua pura y agua del grifo) → Deshidratación (secado)
Tratamiento de secado La limpieza de las prendas que se lavan es muy importante. Los métodos de secado comunes incluyen secado con aire caliente, secado por ventilación, secado al vacío, secado por deshidratación centrífuga, secado por elevación con IPA, etc. Puede elegir según el lote de producción, el costo, la precisión del producto, la forma de los artículos lavados, etc.
Las máquinas de limpieza por ultrasonidos industriales son en su mayoría de uno o dos tanques, aunque también existen máquinas de limpieza multitanque con limpieza automática. En los últimos años, el método de limpieza utilizado en la industria de semiconductores es principalmente limpieza de alta frecuencia de "pulverización estadounidense" de un solo chip combinada con un tanque ultrasónico de 950 KHZ, que puede lograr efectos de limpieza de alto rendimiento. El método "Mei spray" utiliza una cortina de agua ultrasónica de 950 KHZ para llevar a cabo una limpieza ultraprecisa del cristal líquido y los chips del circuito, y las partículas de polvo pueden estar cercanas a cero.
En el futuro, si la limpieza húmeda de diferentes productos requiere el 100% del agente de limpieza, se impondrán mayores requisitos a los dispositivos de limpieza ultrasónicos.