超聲波清洗技術(shù)將大幅提高注塑模具的使用壽命
就像任何一種機器一樣，注塑模具也需要巨大的資金投入，這意味著模具的保養(yǎng)和維護是非常重要的。Tovatech是一家由BobSandor創(chuàng)立的公司，它也是美國Elma品牌超聲波清洗機的經(jīng)銷商，用于科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用，該公司負(fù)責(zé)為客戶提供頂級的科學(xué)技術(shù)支持，旨在為客戶尋求超聲波清洗機、數(shù)字秤、醫(yī)療制冷、流量計和濕度分析儀的正確解決方案。
位于克納斯維爾市的PAM注射成型公司發(fā)現(xiàn)，使用超聲波清洗模具不僅可以節(jié)省時間，而且效果要比其他技術(shù)更好。注塑模具必須要定期清洗，以清除表面上的所有燒穿，以及通風(fēng)口中的殘留塑料。
PAM注塑模具能夠為汽車、家用、草坪及花園市場提供各種產(chǎn)品。在PlasticsToday的采訪中，PAM注塑成型的模具經(jīng)理RogerWheeler說道：“為了制造不同型號的零件，我們的許多模具都有可互換的模塊。因此我們可以把模塊取出來，并將其放入水槽中，以便徹底清潔模塊之間的沉積物和氣體?！?br/>
根據(jù)RogerWheeler的說法，采用超聲波清洗的最大好處是節(jié)約時間。他說：“手工清洗模具非常耗時，而且有些區(qū)域是很難被清洗到的。坦白地說，人工清洗是不可能的，因為不管你多么得仔細，對于那些形狀復(fù)雜的模具，我們還是無法對其進行徹底的清潔。我們采用一種生物可降解、水溶性的液體，使其進入縫隙中以松動那些沉積物和氣體，這使我的工作輕松了許多。如果是一個手工需要幾個小時才能完成的清洗任務(wù)，那么采用超聲波設(shè)備僅需30分鐘就能夠完成?！?br/>
使用超聲波清潔法還可以使模具技術(shù)人員同時進行多項任務(wù)，RogerWheeler補充說：“雖然一些模具部件在超聲波罐里，但此時他們可以騰出時間來清潔模具底座，這就使得工作更高效，從而制造出更高質(zhì)量的零件?！?br/>
PAM注塑成型使用了ElmasonicX-traBasic550工業(yè)超聲波清洗機，并配有一個15加侖的儲罐。RogerWheeler說：“我們經(jīng)常從其他模具商那里獲得模具，但是發(fā)現(xiàn)這些模具的狀況很差。因此我們把它們拆開并進行徹底地清洗，然后再把它們放在壓力機中，以確保得到高質(zhì)量的零件”。
超聲波清洗會出現(xiàn)一種空穴現(xiàn)象——數(shù)十億微觀氣泡的內(nèi)爆——浸入清潔溶液中的表面。氣泡是由連接在不銹鋼罐底部的發(fā)電機驅(qū)動的換能器產(chǎn)生的。
當(dāng)被激發(fā)時，換能器會以超過每秒千赫茲(kHz)的超聲頻率振動。這就導(dǎo)致了罐底充當(dāng)了制造氣泡的薄膜。
PAM注塑成型的ElmasonicX-traBasic550會允許用戶根據(jù)燒穿塑料殘留物的程度和韌度，來選擇25或45kHz的超聲頻率。Wheeler說：“對于非常堅硬的沉積物，我們的操作員可以激活所謂的‘脈沖模式’，它可以向浴缸中發(fā)出更強大的沖擊波，以便快速去除空洞的抑制來捕獲空氣。”
除了頻率和脈沖之外，操作面板還允許操作員設(shè)置清潔周期和溶液溫度。設(shè)置和實際參數(shù)顯示，當(dāng)達到設(shè)定溫度時，本機就會啟動且持續(xù)運行，并可在12小時內(nèi)或溶液溫度達到90°C時自動關(guān)閉。PAM注塑成型選擇了絕緣罐蓋，目的是為了降低工作時的噪音，并減少清洗液的蒸發(fā)。
Wheeler還補充說：“注塑模具的壽命不僅取決于它們的清潔程度，而且還可以通過保持其表面的光潔度來延長它們的使用壽命?！?br/>
超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20 kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)，其傳播時,使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩,并通過介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi),兩者都可以傳送,而在氣體和液體內(nèi),只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點振動,質(zhì)點振動的加速度與超聲頻
超聲波清洗
超聲波清洗
率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會產(chǎn)生極大的作用力,強超聲波在液體中傳播時,由于非線性作用,會產(chǎn)生聲空化。在空化氣泡突然閉合時發(fā)出的沖擊波可在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力,對污層的直接反復(fù)沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動也能對固體表面進行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動,使污物脫落。對于有油脂性污物,由于超聲空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫落。空化氣泡在振動過程中會使液體本身產(chǎn)生環(huán)流,即所謂聲流。他可使振動氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強化化學(xué)清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動在清洗液中引起質(zhì)點很大的振動速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
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影響清洗因素
清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學(xué)溶劑和水基清洗劑。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，依對物件進行充分、徹底的清洗。
功率密度：超聲波的功率密度越高，空化效果越強，速度越快，清洗效果越好，但對于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。
超聲頻率：適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強，適合于精細的物件清洗。
清洗高溫：一般來說，超聲波在50°C~60°C時的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會高溫失效，通常超聲波在超過85°C時，清洗效果已變差。所以實際應(yīng)用超聲波清洗時，采用50°C~70°C的工作溫度。
