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超声波清洗工艺原理

2020-04-21 9:15 新闻资讯
超声波清洗工艺简介



在现代大规模的光学加工行业,超声波清洗技术以其清洗洁净、清洗快速,并节省大量人力、物力而得到广泛应用。现从超声波的清洗原理、超声波清洗工艺、清洗剂的作用等几个方面谈谈自己的体会,以供同行参考。



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一、 清洗原理
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定义

        洗净——把器件上的脏物清洗干净。

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作业内容

   目前加工镜片的洗净作业内容如下:

a. 第一面抛光后洗净。

b. 第二面抛光后洗净。

c. 磨边后洗净。

d. 镀膜后胶合前洗净。

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清洗方法:

         镜片清洗方法很多,今天主要讲最常见的超声波清洗机洗净。

a.何谓超声波?

就是人的耳朵无法听到的高频率的声波。超声波的频率一般在28~100KHZ,洗净效果较好,目前一般采用的超声波频率都是40KHZ。

b.超声清洗原理。

(1) 超声波的作用:

当一定强度的超声在媒质传播中会产生力学、热学、光学、电学和化学一系列变化。

在力学上:

有搅拌、分散、凝聚、冲击破碎和疲劳损坏作用。

在热学上:

声能被吸收引导整体加热转换成热能。

在化学上:

可促进化学反应:氧化还原,高分子物质的聚合或分解。

空化作用:

超声波在液体媒质中传播时,当超声波达到一定强度时,液体中某片区域形成局部的暂时负压,使液体中的微气泡生长增大,随后又突然破裂,使气泡附近的液体产生强烈激波,从而形成局部高压(瞬间可产生108 pa压力)。超声清洗机利用瞬间空化作用所产生的压力巨大,破坏不溶性污物而使其分散在液体中。

 (2)超声清洗原理。

  巨大的超瞬间压力对镜片表面的污物直接反复冲击,破坏污物与镜片表面的吸附而脱离。

  稳定的气泡振动对镜片表面进行擦洗,气泡进入污层,使污层与镜片表面脱离。

           空化作用产生的微冲洗及辐射力,增加了搅拌作用,将新鲜的溶剂补充到镜片表面。加速溶解污物,强化清洗作用。

        空化的乳化作用能使油脂乳化而去除镜片表面的油污,达到清洗效果

超声波清洗

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清洗过程

    镜片洗净过程中需经过6大工程才可达到清洗效果。

a. 脱脂工程:去除加工镜片时的接着剂,研削液,油脂类残留物(沥青、蜡、切削油、磨边油等)

b.乳化工程:把前工程所带来的环保液与乳化剂(无机盐、界面活性剂)的化学作用、物理作用(超声波)将油分污物剥离。活性剂的作业程序:

 (1) 把污物和洗净液界面张力降低,湿润浸透把污物放松。

 (2) 污物放松后易从镜片表面呈球状分离。

 (3) 活性剂代替污物附着于镜片表面。即:


c. 洗净工程:将镜片表面所残留的水溶性污物予于溶解、去除。使用的洗剂以低浓度、低侵蚀性的为好。

d. 水洗工程:去除附着于镜片表面的洗剂、水溶性污物,无机盐类与有机盐类为目的的工程。

e. 纯水洗净工程:防止水中不纯物再次附在镜片上,促进水洗性能为目的。

f. 脱水干燥工程:把镜片表面的水分去除、干燥、便于保管。

(1) IPA水干燥。

(2) 甩干

(3) 风干(目前公司采用的用IPA脱水后再用IPA烘干。) 

综上所速,洗净工程与我们日常洗衣服是一个原理。即浸泡→搓洗→清水→晾干。

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清洗时的注意事项

a. 洗净通常使用溶剂和洗剂(碱剂、界面活性剂)由镜片材质所要求的清洁度,洗剂的要求也不同。

b. 洗净液的使用管理非常重要,为提高洗净液的精确度,各槽视需要装置蒸馏机过滤器,且需定期检查洗净液的PH值,浓度等。

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二、 加工设备

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依据清洗原理,清洗设备的设计流程如下:


  环保液→洗剂→水→市水→纯水→IPA→烘干

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清洗机的构造

清洗机的类别很多,其主要构造为:

① 蒸馏回收槽

② 机体即盛装各种溶剂的槽子

③ 烘干槽

④ 超声波四部分组成。

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清洗机各槽的作用

①蒸馏回收槽

    通俗的称为蒸馏机,它主要有上段的冷却管和下段的加热管组成,它是通过把液体在一定的温度下蒸发,将蒸发的气体在该槽的冷却液化的作用下进行回收再到用的原理而循环工作的。而剩下的脏物沉淀在槽底部。

②机体

机体的槽数根据各公司的实际需求而定的。但槽子的组成有:

洗剂槽、水槽 、IPA槽三种

A、洗剂槽是盛装各种不同洗剂的槽子,它主要是结合超声波的搅拌冲出来的动镜片表面的脏物。使脏物脱落,从而达到干净的效果。

B、水槽:水槽主要是盛水的,是漂洗将已在洗剂槽洗过的镜片进一步除掉表面的脏物和洗剂的残留部分。

C、IPA槽、IPA槽是盛装IPA,因为IPA是100%溶于水的使镜片表面的水与IPA发生直接反应,从而脱掉镜片表面的水。

③烘干槽

烘干槽是紧靠着IPA槽的,它主要是利用异丙醇加热产生蒸汽,把镜片表面的IPA残留,通过这种蒸汽而蒸发掉,达到脱IPA的目的,使镜片表面无任何IPA残留和脏的现象。

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三、清洗的工艺流程及机械参数设置

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清洗的工艺流程


一般流程为脱脂(除油)——洗剂(清洗)——回用纯水(漂洗)—— 洗剂(清洗)—— 水—— IPA(脱水)—— 烘干(脱IPA)

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机械参数设置:

①烘干机设置110℃,机内液面温度(79℃—83℃)

②蒸馏机设备温为120℃ 

③洗剂和PA若8-10,温度一般为常温,特殊情况加热,但温不可超过35℃。  

④市水、纯水6-7,纯水的电阻率>10,电导率<9,但若用干导率<1 

⑤超声波的功率900W,频率为42HZ,强碱温度一般设为40±5℃。

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四、清洗机的操作规范

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机台的开启和关闭

①机台的启动步骤:

A、在启动机台前必须确认各槽子里是否装满溶剂或水、超声波开关必须处于

关闭状态,打开入水阀门。

 B、打开电源   

 C、启动冷却机并打开冷却机的出水阀门让冷却水输送到机台相应的部位

 D、打开清洗机电源

 E、启动清洗机

②关闭机台步骤:

A、关闭所有抽水泵马达且同时关闭输入,输出阀门(防止槽子中的溶剂倒流)

B、关闭所有超波

C、关闭机台 

D、十分钟后方可关掉冷却机。

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操作机台的注意事项

①不可将头伸向脱脂溶剂的正上方,不可有意深呼吸IPA

②不可用手直接接触所有溶剂。

③不可在槽子里洗手。

④如果有不小被溅到皮肤上需立即用清水冲洗严重需就医。

⑤如果被溅到衣服上,需立即更换衣服,并确认是否接触到皮肤。

⑥随时确认,水洗剂的PH值和IPA值的比重。

超声波清洗原理


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五、清洗工程辅材

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洗剂

(1)组成:

     水、碳酸盐、醇胺盐、磷酸盐、偏磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、树脂酸钠、氢氧化钠、表面活性剂、阴离子活性剂、其他。

危险有害性种类:

     不燃、不爆、不挥发、易降解的液体,用后可直接排放入防水处理工程系统中(2)应急措施

    皮肤接触,用清水冲洗干净。

     眼睛接触:用清水冲洗干净并就医。

     误食:不可吞食,就医。

(3)灭火措施:

          不可燃

(4)泄露时的措施

       处理:用水冲洗地面,排入污水处理系统处理。

(5)操作及贮存:

    操作注意事项:根据材质的软硬程度配比浓度,及时用温度。

     贮存注意事项:用塑料桶密封存放于阴凉处。

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