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超声波清洗机应用技术发展历史与现状
日期:2013-7-14 19:42:20    阅读:

   近年来,诸多工厂采用超声波清洗设备,替代工厂原有较陈腐清洗工艺取得成功,使清洁质量及产量较原来有更大进步,并改善了消费环境,获得了良好的社会效益和经济效益。随着现代科技的不断进步和超声波清洗机的普遍应用,超声波清洗已成为人们普遍接受的一种高洁度高效能的清洗方式。下面我们来探讨一下超声波清洗机应用技术发展历史并对其应用现状及未来前景做简单分析
   超声波清洗技术已有30多年的历史,日本在25年前就开始使用,但一个误解一直困扰着这项技术,使人们怀疑超声波清洗器的效果。传统的超声波清洗器理论认为,气泡起到了清洗的作用。柴野佳英经过反复试验发现,事实上,气泡只是由超声波的强力粗密波引起的单纯的气体爆发而已,它反而会抑制甚至消除超声波清洗器的清洗力,真正发挥清洗作用的是真空的气穴。这一发现实现了超声波清洗器领域的革命性突破。1987年,柴野佳英发表了超声波清洗器的基本理论,为了区别于传统理论,他把自己的研究成果称为柴野理论,以此为基础的超声波清洗器技术定义为新超声波清洗器技术。他根据这一理论研制的超声波清洗器设备,清洗效果大大优于同类产品,能够成功地控制气穴现象的发生位置、发生密度、发生效率和冲击力。其他同业厂家花25分钟仍然无法很好地清洗去掉焊接毛刺,用昴星团的清洗设备在6秒钟内就可去除;其他同业厂家设备花2小时仍然无法去除的密着部分焊剂,昴星团可以在2分钟内去除,并确保不损坏被加工物。   
    昴星团的诞生谈起从事超声波清洗机研究的历程,柴野佳英显得特别兴奋。1970年,柴野佳英从日本国立福岛工业高等专科学校电气工程专业毕业后,就职于蛇目缝纫机工业技术研究所。1975年,他进入了一家工业清洗公司,当时刚刚开始有超声波清洗器,但大量使用三氯乙烯、氟里昂等有毒有害的化学溶剂作为清洗介质,对环境的污染相当严重。当时日本工业正处在高速发展期,大量工业废水排放到河流,很多人因为饮用了受污染的水而得病,尤其是一些残疾人因为迫于生计从事有毒有害的工作而过早死亡。柴野佳英目睹这一切,强烈社会责任感使他下定决心要用环保技术造福人类,他说:世界养育了我,我有义务为世界作贡献!从此他走上了研究环保超声波清洗器的道路。   
    一个偶然的因素促使他发现了超声波清洗机的奥妙。当时由于缺乏资金,一切都只能因陋就简,试验设备更是无从谈起。由于超声波清洗机槽大多采用不锈钢制成,无法从侧面观察超声波在介质中产生的状况,而柴野佳英因为缺钱,买了一个透明塑料鱼缸代替,这样很容易观察到清洗槽里的变化。他发现,放置在鱼缸底部的超声波发生器产生的很多气泡不断上升,一个大气泡变成两个小气泡,最后炸开来。传统的超声波清洗器原理就是通过超声波在液体介质中传播产生气泡,再通过气泡爆炸产生的力量来起到清洗物体表面的效果。然而因为气泡里有空气存在,爆炸产生的力量有限,因此清洗效果不理想。柴野佳英通过反复试验,不断改进,终于研制成了新型的超声波清洗器装置,使气泡成为真空的气穴,从而纠正了长期以来人们对超声波清洗器技术的误解。他还尝试用水代替以前超声波清洗器常用的氟里昂等有毒有害介质,向环保的目标更迈进了一步,1993年此项发明获得美国环境保护局(epa)保护臭氧层环境保护奖。他发明的清洗力数字计测器,可随时计测超声波的音压和气穴冲击力,从而将清洗装置调整到最佳状态。
     近10年来,超声波清洗机正在朝两个方面开展。其一是,各品种型的多缸或传动链式或升降式超声清洗消费线相继面市;其二是,低频超声波清洗机向高频超声波清洗机的开展。在美国、日本、欧洲以及亚太市场上,多缸式超声波清洗机总量已呈明显上升之势,高达总量的50%,而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗线体设备也已上升到总量的40%以上。 我国超声波清洗技术的应用曾经获得了较好的效果。一是机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗,拆修零部件的清洗,请求高清洗度,如油泵油嘴偶件、轴承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、衔接件、显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系统及取样玻璃片的清洗。四是医用用具、食品、制药、生化等实验中所用各种瓶罐的清洗。五是喷丝头、精细模具、精细橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。
    我国现有各类超声波清洗机制造企业近60家,但其散布主要集中在华东、华南和华北(主要是山东,江苏,广东,浙江和河北等,山东和江苏最多)。据统计材料,华东(山东,江苏和浙江)的厂家占全国总数的80%,可见经济兴旺地域对超声波清洗技术的应用不但在先,而且普遍,提高水平高,同时,这又证明超声波清洗技术在中西部地域推行提高的前景非常宽广。就产品程度而言,当代产品与20世纪70—80年代的产品相比,技术进步也非常明显。 近年来,由于对汽车制动器消费线、冰箱紧缩机消费线的传统清洗工艺实行技术改造,拟采用超声波清洗工艺。在国外汽车底盘架、轿车外壳喷涂前的超声波清洗,配合专用清洗液,将除锈、去氧化膜及磷化一次清洗处置完成,烘干后即可喷漆等都有了新的应用和开展。 美国advanced sonic proctssing svstems公司,推出一系列大量清洗煤或贵金属矿物的设备,例如清洗金属颗粒矿物质外表的泥土、胶体类物质,使化学剂发挥更好的作用;洗煤粉除灰去硫等,处置率为每小时十几吨。 美国dvpont公司在新泽西州制药厂的应用报告称:超声波清洗能除去反响罐或化学处置桶壳外表的污物,比用普通办法节约能源,费用低且减少环境污染,清洗过程简单,只需在溶器中灌满水,加热到65℃,并参加2%的外表活性剂,停止处置2—4h,即可清洗洁净。 欧洲的一些厂家曾清洗过9.1m3的罐,以前用甲醇加热到沸点一次处置4—8h,总共要停止5次清洗才干到达请求,而且超声波清洗只需求一次处置即能到达请求,既俭省溶剂,进步效率,又减少环境污染。 随着超声波清洗机的应用范围越来越普遍,各种经过不时完善和改良的新颖超声波清洗设备正在取代已面市的老式设备。 兆赫超声波清洗技术是指采用频率700khz—2mhz的超声波停止清洗。清洗系统普通由压电换能器陈列、清洗容器和清洗液、高频电功率发作器及控制电路等组成,关于某些特定的清洗对象,有时还配有热空气烘干、专用清洗架(篮)及清洗液的过滤循环系统。 兆赫超声波清洗技术的主要特性,一是防止了高光亮度物体的外表损伤;二是可除去附着在外表的亚微米大小的颗粒;三是浸入液体中,面向换能器的一面能被洗净,所以要停止两面清洗。
   目前,国外市场上已有商用的兆赫超声波清洗设备。美国verteq、imtec、prosys公司已开发出这类设备用于半导体消费线上,在对100—300mm硅片的清洗中,可除去硅片外表上小到0.15μm的微小颗粒,而且可加快漂洗过程并有效地阻止粒子在硅片外表上重新附着。兆赫超声波清洗是国外许多大范围集成电路制造厂家消费过程中不可短少的规范设备。   
   超声波清洗机技术的发展过程及现在超声波清洗机的普遍应用证明超声波清洗技术是有着传统清洗技术无可比拟优势的,实践也证明如此,在一些电子,电镀,制药等行业超声波清洗已成为必不可少的清洗环节。随着现代科技的发展,超声波清洗应用行业也在进一步普及,已经渗透到工业生产和科学研究的多个方面。在不远的将来超声波清洗技术将成为一门主要的清洗技术之一。
   本文参考信息来源于济宁科强超声检测仪器有限公司网站:http://www.kqndt.com/company/lt/clt_info.asp?id=121163 


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