Das Funktionsprinzip und die Vorteile von Ultraschallspritzgeräten

Das Sprühen war schon immer in unserem Leben und wird seit langem für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, einschließlich des Sprühens von dekorativen und schützenden Beschichtungen. Daher ist es ein weiteres Werkzeug, das Materialwissenschaftlern für die Dünnschichtvorbereitung zur Verfügung steht. Beim Sprühen sind Düsengröße, Sprühform, Düsenabstand, Sprühgeschwindigkeit und Erwärmung des Substrats während des Sprühens Parameter, die gesteuert werden können, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Mit Ultraschalldüsen kann die Sprühlösung homogenisiert werden, die Tröpfchengröße kann effektiv kontrolliert werden (die Düsenfrequenz beeinflusst die Tröpfchengröße) und die Menge an Mikronebel kann dosiert werden, wodurch die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung und Struktur und die Präzision der resultierenden Filme und Muster sichergestellt wird. Materialabfälle werden auf ein Minimum reduziert und es besteht ein geringeres Risiko für den Gerätebetreiber.

01 So funktioniert's

Das Arbeitsprinzip von Ultraschalldüsen besteht darin, mit Ultraschallwandlern hochfrequente Schallwellen in mechanische Energie umzuwandeln, die dann in Flüssigkeit umgewandelt wird und dadurch stehende Wellen erzeugt. Wenn die Flüssigkeit die Zerstäubungsoberfläche der Düse verlässt, zerfällt sie in einen feinen Nebel aus gleichmäßigen mikrometergroßen Tröpfchen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Düsen, die auf Druck und Hochgeschwindigkeitsbewegung angewiesen sind, um Flüssigkeiten in kleine Partikel aufzuteilen. Die Ultraschalldüse verwendet flüssige Ultraschallzerstäubung und die Ultraschall-Vibrationsenergie ist gering. Flüssigkeit kann durch Schwerkraft- oder Niederdruck-Flüssigkeitspumpen zur kontinuierlichen oder intermittierenden Zerstäubung an den Sprühkopf abgegeben werden.

02 Nachteile des traditionellen Sprühens

Druckdüsen wurden ursprünglich zum Sprühen verwendet. Druckdüsen haben eine schlechte Haltbarkeit beim Sprühen, sind anfällig für Verstopfungen, erfordern etwas komplexere Systeme (zur Erzeugung von Druck), viel Materialverschwendung und Umweltverschmutzung, die besonders gefährlich für diejenigen sind, die sprühen.

Luftzerstäubungsspritzen hat eine geringe Umwandlungsrate und einen hohen Abfall; die Sprühzeit ist aufgrund des niedrigen Drucks etwas lang; wenn die Luftzirkulation nicht glatt ist, ist Overspray oder Farbnebel anfällig für das Auftreten; Da das endgültige Erscheinungsbild sehr glatt ist, sind die Staub- und Luftanforderungen an der Oberfläche sehr hoch Streng; Die Farbviskosität muss durch Zugabe von Lösungsmittel oder Hitze reduziert werden, um ein gutes Aussehen zu erzielen.

03Die Vorteile des Ultraschallspritzens

Im Gegensatz zu Druckdüsen verwenden Ultraschalldüsen keinen hohen Druck, um Flüssigkeit durch kleine Löcher zu drücken, um ein Spray zu erzeugen. Die Flüssigkeit wird durch die Mitte der Düse mit einer größeren Öffnung ohne Druck zugeführt und aufgrund von Ultraschallvibrationen in der Düse zerstäubt. Die Düsen der Flüssigkeitszufuhrkanäle und Blenden sind relativ groß, was ein verstopfungsfreies Spray ermöglicht.

Sprühstabil

Das Ultraschallspritzsystem kann mit automatisierten integrierten Geräten arbeiten, und die Sprühqualität ist stabil und die Partikelgröße liegt zwischen 25 μm und 50 μm.

Höhere Gleichmäßigkeit

Im Vergleich zur traditionellen Sprühtechnologie werden die Sprühgleichmäßigkeit und Kontrollierbarkeit des Ultraschallspritzsystems erheblich verbessert. Die häufigen Defekte auf der Oberfläche von Medizinproduktebeschichtungen werden beseitigt, und es wird technische Unterstützung für die Herstellung einer hervorragenden Leistung der Oberflächenbeschichtungen von interventionellen Medizinprodukten bereitgestellt.

Kann mit beheizter Plattform ausgestattet werden

Ultraschallsprühgeräte können mit einer Heizplattform für das Substrat, wie z.B. einer Heizplatte, ausgestattet werden. Mehrere unabhängig voneinander gesteuerte Spritzen (Beschichtungslösungsbehälter) können verwendet werden, um verschiedene Materialien zu verarbeiten, was für die mehrschichtige Herstellung oder die Bildung verschiedener Folien auf verschiedenen Teilen des Substrats unerlässlich ist - bei Bedarf kann eine der Spritzen eine saubere Flüssigkeit wie destilliertes Wasser enthalten, um eine Kontamination zu vermeiden. Ultraschallsprühgeräte können in Kombination mit Tauchlackierern verwendet werden, wobei das Tauchbeschichtungsmodul während des Verschiebens stationär bleibt.

Präzise Steuerung der Tröpfchenverteilung

Jede Ultraschalldüse arbeitet mit einer bestimmten Resonanzfrequenz, die die mittlere Größe der Tröpfchen bestimmt. Die Tröpfchengröße ist nahezu unverändert und kann mathematisch innerhalb der streng vorhergesagten Tröpfchenverteilung liegen. Die Größe der zerstosteten Teilchen ist grundsätzlich eine Funktion der Betriebsfrequenz, je höher die Frequenz, desto kleiner die zerstäubten Teilchen.

Anti-Umweltverschmutzung

Die Düsen bestehen aus extrem hochfesten Titanlegierungen und anderen proprietären Metallen, wodurch sie besonders chemikalienbeständig sind und hervorragende akustische Eigenschaften aufweisen. Das elektroaktive Element befindet sich in einem abgedichteten Gehäuse, das die Düsenbaugruppe vor äußerer Verschmutzung schützt. Das Versorgungsrohr verläuft über die gesamte Länge der Düse. Das Design der Düse sorgt dafür, dass die Flüssigkeit nur mit dem Titan in der Düse in Berührung kommt.

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Düsenleistungsfaktoren

flüssige Eigenschaften

Fast alle Tropfengrößendaten, die von Düsenherstellern zur Verfügung gestellt werden, basieren auf Spritzwasser bei 70 ° F (21 ° C) unter Laborbedingungen. Der Einfluss von Flüssigkeitseigenschaften sollte bei der Auswahl von Düsen für Tröpfchengrößen empfindliche Prozesse verstanden und berücksichtigt werden.

Temperatur

Änderungen der Flüssigkeitstemperatur wirken sich nicht direkt auf die Düsenleistung aus, sondern können sich auf die Viskosität, die Oberflächenspannung und das spezifische Gewicht auswirken, was sich wiederum auf die Düsenleistung auswirkt.

Verhältnis

Das spezifische Gewicht ist das Verhältnis der Masse eines gegebenen Flüssigkeitsvolumens zur Masse des gleichen Wasservolumens. Beim Sprühen ist der Haupteinfluss des spezifischen Gewichts der Flüssigkeit außer Wasser die Kapazität der Düse. Alle vom Lieferanten gelieferten Düsenleistungsdaten basieren auf Spritzwasser.

Viskosität

Dynamische Viskosität ist definiert als die Eigenschaft einer Flüssigkeit, Änderungen in der Form oder Anordnung ihrer Elemente während des Flusses zu widerstehen. Die Flüssigkeitsviskosität beeinflusst hauptsächlich die Sprühmusterbildung und die Tröpfchengröße. Im Vergleich zu reinem Wasser benötigen Flüssigkeiten mit höheren Viskositäten einen höheren Mindestdruck, um ein Sprühmuster zu bilden und einen engeren Sprühwinkel zu erzeugen.

Oberflächenspannung

Die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit neigt dazu, die kleinstmögliche Dimension anzunehmen und als Membran unter Spannung zu wirken. Jeder Teil der Oberfläche einer Flüssigkeit übt Spannung auf benachbarte Teile oder andere Gegenstände aus, die mit ihr in Kontakt kommen. Die Kraft befindet sich in der Ebene der Oberfläche und die Kraft pro Längeneinheit ist die Oberflächenspannung. Der Haupteffekt der Oberflächenspannung betrifft Faktoren wie minimalen Arbeitsdruck, Sprührichtungswinkel und Tröpfchengröße.

Düsenverschleiß

Der Düsenverschleiß wird durch eine Erhöhung der Düsenkapazität und eine Änderung des Sprühmusters angezeigt, wobei sich die Verteilung (Gleichmäßigkeit des Sprühmusters) verschlechtert und die Tröpfchengröße erhöht. Die Auswahl verschleißfester Konstruktionsmaterialien kann die Lebensdauer der Düse verlängern. Da viele einzelne Flüssigkeitsdüsen zur Messung des Durchflusses verwendet werden, können abgenutzte Düsen zu einem übermäßigen Flüssigkeitsverbrauch führen.