Curtarea cu ultrasunete

Istoric

O baie de curare cu ultrasunete este un dispozitiv de curtare care utilizeaz ultrasunetele(de obicei cu frecvena intre 2-40kHz dar poate merge pn la 50 kHz) i un solvent de curtare adecvat(ap de la robinet, uneori, obinuit) pentru a cura articole delicate.Ultrasunete poate fi utilizat doar cu ap, dar utilizarea unui solvent adecvat pentru elementul care urmeaz s fie curate, mpreun cu murdria amplific efectul.Curarea n mod normal dureaz ntre trei i ase minute, dar poate, de asemenea, s depeasc 20 de minute, n funcie de obiectul care trebuie curate.[1]Curatatoriile sau bile cu ultrasunete au nceput s fie utilizate n industrie, n 1950, i a intrat n uz ca i aparate relativ ieftine, de folosit acas n aproximativ 1970. [2]

Caracteristici de procesCurtarea cu ultrasunete sau bile cu ultrasunete sunt folosite pentru a cura mai multe tipuri de obiecte, incluznd bijuterii, lentile i alte pri optice, ceasuri de mn, instrumente i lucrri dentare, alte instrumente, monezi, stilouri, crose de golf, jaluzele, arme de foc, instrumente muzicale, piese industriale i echipamente electronice. Deaceea ele sunt folosite n multe ateliere de bijuterii, ceasornicrii i ateliere de reparaii electronice. [3]

Principiul de funcionare i designul unei bi cu ultrasunete

Curatare cu ultrasunete foloseteCavitaia, acelebule induse de presiunea generat de nalta frecven (a sunetului) ce creaz valuri pentru a agita un lichid.Agitaia produce fore mari de pe contaminani care ader la substraturi, cum ar fi metale, materiale plastice, sticla, cauciuc, i ceramic.Aceast aciune ptrunde, de asemenea, nguri nfundate, fisuri, i adncituri.Intenia este de a elimina complet toate urmele de contaminare cu aderent mare sau ncorporate pe suprafeele solide.Apasau ali solveni, pot fi utilizai, n funcie de tipul de contaminare i de piesa de prelucrat.Contaminani pot include praf, murdrie, ulei, pigmeni, rugin, grsime, alge, ciuperci, bacterii, calcar, compui de lustruire, ageni de flux, amprentele digitale, ceara de funingine si agentii de demulare, sol biologice cum ar fi snge, i aa mai departe.Curarea cu ultrasunete poate fi utilizat pentru o gam larg de forme de piese, dimensiuni i materiale, i s nu necesite o parte s fie dezasamblate nainte de curare.[4]Obiectelor nu trebuie s li se permit s stea pe partea de jos a dispozitivului n timpul procesului de curare , pentru c va preveni fenomenul de cavitaie,s aib loc din partea obiectului ce nu intr n contact cu apa ori soluia de curare. De aceea piesele ce trebuie curate se pun ntr-un fel de co sau sit. [5]

ntr-o operaie de curare cu ultrasunete, materialul pentru curat este plasat ntr-o camer care conine o soluie adecvat (ntr-o soluie apoas sau organic, n funcie de aplicaie).n soluiile apoase, este adugat chimic unagent activ de suprafa(de exemplu, detergent de rufe-), care descompune tensiunea superficial a bazei de ap.Un generator de ultrasunete,traductorncorporat n camera, e cobort n lichidul de curat, care produce valuri de ultrasunete n lichid prin schimbarea de mrime mpreun cu un semnal electric oscilant la frecven nalt, cu ultrasunete.Acest lucru creeaz valuri de compresie n lichidul din rezervor care "va lcrima" lichidul n afar, lsnd n urm mai multe milioane de "goluri" microscopice sau "bule de vid parial" (cavitaie).Aceste bule de colaps cu energie enorm;astfel sunt atinse temperaturi de 5.000 K i presiuni de ordinul de 20.000 de kg per inchi ptrat;[6][7]Cu toate acestea, ele sunt att de mici nct acestea nu fac mai mult decat a cura i de a ndeprta murdria de contaminani de pe suprafa.Cu ct este mai mare frecvena,cu att sunt mai mici nodurile ntre punctele de cavitatie, care permit curarea unor detalii mai complicate.Traductoare sunt de obiceipiezoelectrice(de exemplu, ele sunt realizate din titanat-zirconat de plumb(PZT),titanat de bariu, etc), dar sunt uneori magnetostrictive. Figura 1. Comparaia ntre dou traductoare unul din plumb(stnga) i zirconat detitanat(dreapta)

Traductoarele cu ultrasunete, lucreaz la frecvene de ~ 20 kHz i ~ 40 kHz. Elementele active (cele din partea de sus) sunt dou inele deplumb-zirconat de titanat, care sunt boltite la un corn de cuplare de aluminiu. Chimicalele dure adesea folosite ca i detergeni n multe industrii nu sunt necesare, sau se utilizeaz n concentraii mult mai mici, cu agitare ultrasonic.Ultrasunetele sunt utilizate pentru curirea industrial, i, de asemenea, este folosit n multe tehnici medicale i dentare , deasemenea i n procesele industriale.

Soluiile de curare

Figura 2. Solutie de curare pentru baie cu ultrasunete

Activitatea de curare cu ultrasunete (cavitaie) ajut soluia de-a-i face treaba;apa simpl nu ar fi n mod normal eficient.Soluia de curare conine ingrediente concepute pentru a face curaarea cu ultrasunete mai eficient.De exemplu, reducerea tensiunii superficialecrete nivelul de cavitaie, astfel nct soluia conine un agent de umectare bun (surfactant). Soluiile de curare apoase conin detergeni, ageni de umectare i alte componente, i au o mare influen asupra procesului de curare.Compoziia corect a soluiei este foarte dependent de elementul ce trebuie curat.Soluiile sunt utilizate de cele mai multe ori la cald, la aproximativ 50-65 C (122-149 F), cu toate acestea, n domeniul medical este general acceptat c, curirea ar trebui s fie la temperaturi sub 38 C (100 F), pentru a preveni coagularea proteinelor.Soluii pe baz de ap sunt mult mai limitate n capacitatea lor de a elimina contaminarea printr-o aciune chimic singur altfel dect soluiile de solvent;de exemplu pentru piese delicate acoperite cu unsoare gros.Efortul necesar pentru a proiecta un sistem eficient cu o soluie apoas de curare pentru un anumit scop este mult mai mare dect pentru un sistem de curare pe baz de solvent.Unele maini (care nu sunt n mod nejustificat de mare capacitate), sunt integrate cudegresoare cu vapori de ap ai acesteimaini care utilizeaz lichide de curare de hidrocarburi: Trei rezervoare sunt utilizate ntr-o cascad.Rezervorul inferior coninnd fluid murdar este nclzit i face lichidul s se evapore.n partea de sus a mainii este o bobin de refrigerare.Fluidul condenseaz pe bobin i cade n rezervorul de sus. Rezervorul de sus se revars n cele din urm i fluidul curat execut n rezervorul de lucru, cel n care are loc curarea.Preul de achiziie este mai mare dect la mainile simple, dar aceste maini sunt economice pe termen lung. Acela fluid poate fi refolosit de mai multe ori, minimiznd pierderile i poluarea.n trecut, tetraclorura de carbon era folosit pentru curare, dar acum este interzis, ea, fiind un pericol pentru sntate.UtilizriCele mai multe materiale dure, non-absorbante (metale, materiale plastice, etc), nu sunt atacate chimic de lichidul de curare, astfel ele sunt potrivite pentru curarea cu ultrasunete. Candidaii ideali pentru curarea cu ultrasunete includ piese de mici dimensiuni electronice, cabluri, tije, srme i articole detaliate, precum i obiecte din sticl, plastic, aluminiu sau ceramic.[8]Curatare cu ultrasunete nu sterilizeaz obiectele curate, pentru c sporii i viruii vor rmne pe obiectele dup curare.n aplicaii medicale, sterilizarea urmeaz n mod normal dup curatarea cu ultrasunete ca o etap separat.[9]Aspiratoare industriale cu ultrasunete sunt utilizate n industria de automobile, sportive, de imprimare, marine, medical, farmaceutic, galvanizare, componente disk, de inginerie i de arme. [10]Bibliografie

[1]- Dietz, Ellen Roberta i Deny Badavinac (2002).Standardele de siguran i de control al infectiei pentru dentare igienisti.Albany, NY: Delmar Thomson Learning.p..129.[2]- Wahl, Paul (martie 1970)."Pune undele sonore la lucru n magazinul tu".Popular Science[3]- Ensminger, Dale (2009).Ultrasunete: date, ecuaii, i utilizrile lor practice, Volumul 10Boca Raton, Florida:. CRC Press (Taylor & Francis Group).p..328.[4]- H. Robert Todd, Dell K. Allen, i Leo Alting,procese de fabricaie Ghid de referin[5]- Ensminger, Dale (2009).Ultrasunete: date, ecuaii, i utilizrile lor practice, Volume 10Boca Raton, Florida:. CRC Press (Taylor & Francis Group).pp. 328-358[6]- Henglein, A., i Gutierrez, M. (1993).Sonochemistry i sonoluminescence: Efectele de presiune extern.J. Phys.Chem., 1993 (97), 158-162.[7]- Azar, Lawrence (2009, februarie).Cavitaie n curarea cu ultrasunete i de distrugere celular.Medii controlate[1], Adus de la "http://www.absotecthailand.com/Cavitation.pdf"[8]- Williams, Douglas (1994).Ghid pentru tehnologii mai curate: Produse de curatare si proces de degresare Modificri.Washington DC: Statele Unite ale Americii Agenia de Protecia Mediului.p..19.[9]- Simmers, Louise, i Karen Simmers-Nartker, Sharon Simmers-Kobelak (2009).Diversified Sntate Ocupaii: a saptea editie.Clifton Park, NY: Delmar Cengage Learning Academic Resource Center.p..381.[10]- http://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_cleaning