关于超声波清洗机

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什么是超声波清洗机?

超声波清洗机,是通过产生超声波来对物体进行清洗的机器。

 

超声波清洗技术原本就在工业领域被广泛使用,现在则已被应用到眼镜清洗机、贵重金属及手表的金属表带的清洗等方面,普及到了日常生活中。由于超声波技术的普及,传统清洗方式难以去除的污渍得以清除。

 

超声波清洗技术结合了超声波的物理作用以及清洗剂的化学作用,从而提高清洗效果。仅靠清洗剂的化学作用难以去除的污渍,在空化作用和振动加速度下被剥离、分散、乳化,即便细微的污渍也能得以洗净。

 

此外,利用超声波清洗技术亦有望稳定清洗质量,并缩短清洗时间。

 

 

为什么超声波能用于清洗?

①超声波的空化作用

液体的流动会产生压力差,在压力差下,气泡在短时间内反复产生和破裂,这种现象就称为空化,同时亦被称为“空穴现象”

 

将超声波作用于液体,液体中就会产生无数接近真空状态的微小空泡(空穴),空泡破裂的一瞬会产生强烈的冲击波,将污渍从被清洗的物件上剥离并分散至液体中,从而达到清洗的目的。

实际上,空泡破裂所产生的冲击波相当强力,在某种条件下,将空泡产生的冲击波作用于水中的铝箔,只需数十秒就能击穿它。

 

利用空化作用清洗油污的效果相当显著,清除油污的过程如下图所示。

 

超音波洗浄機のしくみ

 

 

空泡的产生会因应液体深度、种类以及超声波的频率而有所变化,一般会根据不同清洗物体而作出调整。

频率越小,空泡就越大,破裂时产生的冲击波也就更为强力。

而频率越大,空泡就越小,冲击也较小,适用于精密零件的清洗。

 

 

②超声波振动

将超声波作用于液体,液体分子就会发生振动。

28kHz的超声波作用时的振动加速度是液体静置时的1000倍,

950kHz时则达到100000倍。

利用这一惊人的振动速度能够有效剥离物体表面的污渍。

 

950kHz的超声波由于波动太密,不会产生空泡,因此不能用于清除油污,但可以清除亚微米级的污渍。

 

 

关于频率

刚才我们提到950kHz的超声波无法清除油污,不同频率的超声波能够清除的污渍种类也各有不同。

选择合适的频率,有助于把清洗效果最大化,使用前应该检查清楚。

 

下面按损伤较大的顺序介绍各频率对应的污渍种类。

频率:28kHz

清洗能力较强,适合用于清洗油脂和肉眼可见的大块污垢。可用于金属零件和树脂零件的清洗。

 

频率:40kHz

比28kHz损伤较小,适合用于清洗精密零件和玻璃。具体来说,多用于眼镜和首饰的清洗。适合用于去除灰尘。

 

频率:100kHz

最近较受关注的频率。在40kHz下都会产生损伤时选用。适合用于清洗硬盘及CSP主板等电子精密零件。

 

频率:160kHz

对被清洗物的损伤最小,可以用于去除细微的污垢。适合化合物晶圆及硬盘等物的清洗。

 

频率:400kHz

可用于去除0.2~5μm的污垢

 

频率:1MHz

用于去除肉眼不可见的污垢。对被清洗物的损伤小,在晶圆的清洗领域备受注目。

 

频率:3MHz

适合用于0.2μm级污垢的清洗。加速度比1MHz大,因此比1MHz更能清除细微的污垢。

 

 

超声波清洗机的类型

超声波清洗机主要由产生超声波的超声波振子、驱动超声波振子的驱动器、以及液体槽三部分构成。

 

另外,还有往现成的液体槽里放入振子和驱动器的类型,以及振子、驱动器和水槽合为一体的类型。

 

 

独立液体槽的清洗机的长处在于,可以为形状特殊的被清洗物订造特制的液体槽,且移动方便。

而一体机的长处则是可以放置在狭窄的地方,节省空间。

 

另外,在浸泡式清洗机占据主流的情况下,亦有将超声波顺水流发射的类型。(参见下图)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

部分超声波清洗机除了发射超声波,还配备有其它功能。

例如提升液温的发热装置,或减压功能等,和超声波配合可提升清洗效果。

 

此外,还可加装防爆装置以应对各类清洗液,加装频率调节功能以应对各种污垢。

附加功能丰富且便利,建议客户在采购前仔细了解。

 

如何选择超声波清洗机

在上述介绍中,我们向大家说明了超声波清洗机种类繁多。

而除了频率和外形,清洗机和清洗液之间的搭配也必须要谨慎考虑。

只有超声波的物理作用和清洗液的化学作用相互作用,才能最大限度地发挥清洗效果。

 

①明确清洗的目的

选择清洗机前,请先明确清洗的目的是什么,

例如,是为了脱脂?清除研磨、切割产生的粉末?还是去除胶体粒子?

②把握被清洗物的种类

把握被清洗物的性质。

例如,被清洗物的尺寸如何,由何种成分组成等等。

 

在清楚把握被清洗物的性质后再去选择清洗机,此时的要点为以下几点。

 

③选择清洗液

清洗液亦是种类繁多。

一旦选择了错误的清洗液,就有可能完全无法清洗干净,因此一定要谨慎选择。

除了水性和溶剂型的清洗剂,最近在超声波清洗领域中,半水性的清洗剂亦备受瞩目。

原本超声波清洗机多采用氟利昂或者含氯溶剂作为清洗剂,现今考虑到对健康和环境的负面影响,正在积极寻找替代品。

④选择频率

正如前面所介绍,不同的频率有不同的清洗效果。

因此,必须根据不同的目的选择不同的频率。

另外,需要注意的是,台式的超声波清洗机由于超声波的发射口较少,使得即使相同频率下的清洗效果也会出现差距。

⑤考虑清洗的位置

使用超声波清洗机时,需要考虑哪一个部分最容易受压力冲击。

即使明确了被清洗物的尺寸,放入清洗机后也有可能因为尺寸过大导致清洗不均,无法100%发挥清洗的效果。

一般来说,可通过摇晃等操作让清洗更均匀。

⑥选择托盘

若将物件直接放置在清洗槽中,物体可能会接触到振子,影响超声波的发射,导致清洗不了甚至引起故障。

此时,使用托盘或者清洗篮是较为常见的手段。

然而,根据托盘的类型和清洗篮的网孔大小,有可能会造成超声波的衰减,削弱清洗的效果,因此需要谨慎选用。

⑦选择液温

一般而言,液温上升,会令液体中发生气泡,减弱超声波。

但是,通常我们认为,但从清洗液的角度看,液温上升有利于提升清洗能力。(但不可超过加热的极限温度!)

为此,需要找一个能够将超声波和清洗液的功效最大化的平衡点,这个平衡点会因不同的清洗液发生变化。

例如清洗液为水时,一般50~60℃是最佳温度。

 

尽管需要考虑的因素繁多,但一旦找到合适的清洗机和清洗液,就会事半功倍。

我司亦接受各类清洗液的咨询,欢迎联系!

 

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本文章的评论

  • 石丸 泰三 より:

    ニクロム線のコイリングに機械油を使用⇒油脂洗浄に超音波効果はどれ程でしょうか?

    • sankyo管理者 より:

      >>石丸様

      コメントありがとうございました。
      ニクロム線のコイリングの脱脂洗浄でございましたら、
      超音波洗浄は効果があり、洗浄可能でございます。
      ただ、その際の洗浄液の選定にはご注意いただきたいと思います。
      またお困りごとございましたら、こちらか、弊社ホームページお問い合わせ欄よりお気軽にお問い合わせください。

  • 犬ちゃん より:

    ドン・キホーテでメガネ用の超音波洗浄機見かけましたが、ああいうのって意味あるんですか?

    • sankyo管理者 より:

      >>犬ちゃん様

      コメントありがとうございます。
      端的に言わせていただくと、意味はあります!
      眼鏡には沢山の隙間が(レンズとフレームの間や、フレームの飾りなど)ありますが、その隙間に入ってしまった汚れなどを超音波洗浄機では落とすことができます。
      威力が弱いのではないか、もっと強いものがいいのではないかと思われるかもしれませんが、
      眼鏡は精密機器なので、あまり強い超音波で洗われてしまうとレンズに傷が入ってしまったり、精度に支障が出る可能性があります。

  • 荒木健治 より:

    家庭用ファンヒーター(機器)の掃除を大量に扱っています。
    構造が複雑で、機械の内部にも埃が付着しており、清掃に手間が掛かります。例えば洗浄液に機器をドブ漬けして、超音波洗浄できないでしょうか。又、ドブ漬けの場合電子部品に影響がありますか?その場合、早急な乾燥で対応できないでしょうか?

    • sankyo管理者 より:

      >>荒木健治様

      コメントありがとうございます。
      超音波は物理的な力になりますので、電子部品に影響を与える可能性がございます。
      その点は超音波洗浄機にもよりますので、超音波洗浄機メーカー様にご確認ください。
      また、洗浄液に関しては、
      洗浄されたいパーツがどの部分にあたるのかにもよります。
      コンデンサに電圧がかかっているとショートしてしまうものもございますので、
      炭化水素系洗浄剤などの極性のないものがおすすめですが、
      一方で炭化水素系ですと水溶性の汚れには不向きな面もございます。

  • ネッコ より:

    現在リールのメンテナンスをしようと超音波洗浄機を買いました。そこで、無水エタノールで洗浄しようと思うのですが洗浄効果ってどれほどのものなのでしょうか?

    • sankyo管理者 より:

      >>ネッコ様

      コメントありがとうございます。
      お返事が遅くなり申し訳ありません。

      リールの汚れの性質にもよりますので、試してみないと分かりません。
      ですが無水エタノールは引火点が低く、
      その液体を防爆仕様でない電子機器にかけるということは、火花が散ったりして火災につながることが多く弊社としてはあまりお勧めできません。

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