Máy rửa siêu âm là gì? Ứng dụng của máy rửa siêu âm trong công nghiệp

Máy rửa siêu âm là gì?

Máy rửa siêu âm là một thiết bị làm sạch sử dụng sóng siêu âm làm thay đổi trạng thái của chất lỏng liên tục và đột ngột để tạo ra những bong bóng, khi những bong bóng này phát nổ sẽ tạo ra sóng xung kích đánh bật các chất bẩn, còn gọi là hiện tượng tạo chân không. Phương pháp này cung cấp một hệ thống làm sạch hiệu quả cao cho các dụng cụ và thiết bị tinh vi, nhạy cảm và chính xác. 

Hiệu quả của quy trình phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống siêu âm, tần số và mật độ công suất của nó, đây là những yếu tố chính khi mua máy làm sạch siêu âm. CNC VINA cung cấp các loại máy rửa siêu âm chi tiết nhỏ xe ô tô, bể rửa siêu âm công nghiệp cho các ứng dụng phù hợp

Máy rửa siêu âm công nghiệp

Quá trình rửa bằng siêu âm diễn ra như thế nào?

Khi chất lỏng liên tục bị nén chặt và kéo giãn sẽ tạo ra khe giở giữa các phần tử chất lỏng, từ các vị trí đó sẽ sinh ra bọt khí. Những bọt khí này trong thời gian rất ngắn lập tức vỡ ra. Quá trình vỡ bọt sinh ra những luồng sóng xung kích nhỏ nhưng rất mạnh. Được gọi là “hiện tượng tạo chân không”.

Dựa vào nguyên lý trên, máy rửa siêu âm tạo ra những bong bóng bằng cách sử dụng sóng siêu âm (âm thanh có tần số >20.000Hz). Lúc này, sóng xung kích từ vụ nổ các bong bóng khí sẽ có tác dụng chà xát vào và làm sạch tất cả các bề mặt, ngóc ngách của chi tiết. Vì vậy, dù bề mặt của chi tiết có phức tạp, lỗ ren sâu, lỗ khoan,… đều được làm sạch nhanh chóng.

Nguyên lý máy rửa siêu âm

Các lợi ích việc rửa bằng sóng âm

Làm sạch chính xác và đồng đều: 

Tất cả các bề mặt ướt đều được làm sạch với tốc độ như nhau. Điều này giúp tránh làm sạch quá mức một khu vực mà có thể gây ra hư hỏng cho chi tiết đó. Ngoài ra, bằng cách làm ướt toàn bộ chi tiết, máy có thể làm sạch mọi ngóc ngách của chi tiết.

Máy rửa siêu âm với chi tiết phức tạp

Làm sạch nhanh hơn và kỹ lưỡng hơn:

 Chất tẩy rửa siêu âm vừa nhanh vừa hiệu quả. Tối ưu hóa và quy trình và các chế độ tẩy rửa giúp tiết kiện thời gian làm sạch chi tiết. Thời gian làm sạch thông thường chỉ từ 10 đến 15 phút, ngay cả đối với những bộ phận phức tạp nhất.

Loại bỏ hầu hết các chất gây ô nhiễm:

 Dựa vào các loại hóa chất, siêu âm không chỉ giới hạn trong việc loại bỏ bụi bẩn mà các loại vật liệu khác như cặn khoáng, rỉ sét, dầu mỡ, vật liệu cacbon hóa, nhựa và cặn đàn hồi, bột màu, nấm mốc và protein. Điều này làm cho chất tẩy rửa siêu âm trở thành một phần của thiết bị làm sạch toàn diện.

Hiệu suất năng lượng tương đối cao: 

So với các phương pháp làm sạch cơ học khác, quy trình làm sạch siêu âm tiêu tốn ít năng lượng hơn. Các phương pháp khác sử dụng động cơ, máy bơm và máy nén tiêu thụ rất nhiều điện năng trong khi hiệu suất không đáp ứng. Mặt khác, làm sạch siêu âm có thể dễ dàng chuyển đổi năng lượng điện thành rung động. Máy phát siêu âm có hiệu suất 95%, trong khi đầu dò có 65% đến 70%. Hiệu quả tổng thể của chất tẩy rửa siêu âm, đặc biệt là các loại áp điện, có thể đạt khoảng 70% hoặc cao hơn.

Nguyên lý phát sóng siêu âm

Chiếm ít không gian: 

Máy làm sạch siêu âm cấu tạo nhỏ gọn và tiết kiệm không gian. Nó chỉ cần một bể chứa  dung dịch tẩy rửa và các chi tiết. Không cần thiết bị và phụ kiện. Trong một số trường hợp, một bể khác được sử dụng để rửa sạch hoá chất, điều này giúp tối ưu hơn phương pháp truyền thống là dùng hóa chất khác để trung hòa hóa chất tẩy rửa.

Dễ vận hành: 

Hầu hết máy rửa siêu âm là máy tự động. Chúng chỉ yêu cầu công nhân nhập chế độ hoạt động (thời gian rửa, chế độ rửa, thông tin hóa chất,…), nạp hóa chất và nhúng các chi tiết cần rửa vào máy. Trong suốt quá trình máy hoạt động, không cần đến sự tác động từ công nhân.

Các thành phần của máy rửa siêu âm

Máy rửa siêu âm cấu tạo gồm 3 phần chính: máy phát siêu âm, đầu dò siêu âm và bể chứa hóa chất. Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các bộ phận này:

Máy phát siêu âm

 Đây là bộ phận chính chịu trách nhiệm nhận và khuếch đại điện áp và tần số của nguồn điện. Tần số của nguồn tiêu chuẩn thường ở mức 50 hoặc 60 Hz. Trong khi tần số đầu ra của đầu ra nằm trong khoảng từ 20 kHz đến 80 kHz. Thậm chí trên 100 kHz với công nghệ ngày nay.

Đầu dò siêu âm 

Khi kim loại bị tác động dưới từ trường, chúng sẽ bị giãn nở và co lại, hay còn gọi là hiện tượng áp điện. Đầu dò siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý này, nó sẽ chuyển đổi tín hiệu điện thành các rung động cơ học. Khi áp dụng tín hiệu điện, vật liệu áp điện thay đổi kích thước của nó theo thứ tự từ 1 đến 0,1 micron. Dung dịch chất tẩy rửa trong bể chứa sẽ dao động cộng hưởng và tạo ra sóng siêu âm cơ học.

Loại đầu dò là một yếu tố quan trọng đối với quá trình siêu âm. Ban đầu, đầu dò kim loại được sử dụng để tạo ra các rung động cơ học, nhưng dễ làm hư hỏng các chi tiết. Vì vậy sử dụng đầu dò gốm để thay thế, chúng nhẹ hơn và hiệu quả hơn.

Đầu dò siêu âm

Bể chứa hóa chất

Bể được sử dụng để chứa hóa chất tẩy rửa và các chi tiết cần làm sạch. Đây cũng là nơi gắn các đầu dò. Hầu hết các bể được làm bằng vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ. Tuy nhiên, một số được làm từ các vật liệu khác như nhựa và gốm sứ. Các thùng có kích thước khác nhau tùy theo thể tích dung môi mà chúng có thể chứa và yêu cầu thiết kế.

Sự khác nhau giữa các loại máy rửa bằng sóng siêu âm

Có nhiều loại máy rửa bằng sóng siêu âm khác nhau trên thị trường. Chúng chủ yếu được thiết kế tùy theo loại chi tiết hoặc vật liệu làm sạch. Mỗi cái được điều chỉnh cho một ứng dụng cụ thể.

Tẩy rửa siêu âm y tế và nha khoa: 

Chất tẩy rửa siêu âm có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm dựa trên máu, mô và protein, đạt được trong khi vẫn duy trì bề mặt sắc mỏng của dụng cụ. Chúng được sử dụng để khử trùng các dụng cụ y tế như dao, kéo, ống nghiệm,… dùng trong các cuộc phẫu thuật.

Tẩy rửa siêu âm trang sức

Trang sức là những tài sản vô cùng quý giá và được chế tác rất tinh xảo. Vì vậy, yêu cầu khắt khe trong quá trình làm sạch. Quá trình này tận dụng khả năng làm sạch nhẹ nhàng và chính xác của máy rửa siêu âm. Chất tẩy rửa sẽ không ăn mòn bề mặt đồ trang sức, điều đặc biệt quan trọng trong quá trình chế tác.

Chất tẩy rửa siêu âm điện tử: 

Do hoạt động đơn giản, năng suất cao và làm sạch chính xác, chất tẩy rửa siêu âm được sử dụng trong bảng mạch và làm sạch thiết bị điện tử. Chất tẩy rửa siêu âm điện tử có thể loại bỏ các loại mảnh vụn khác nhau thường được tìm thấy trong quy trình sản xuất chất bán dẫn và điện tử. Các mảnh kim loại nhỏ và gờ có thể được loại bỏ mà vẫn giữ nguyên các đặc điểm của thiết bị điện tử.

Chất tẩy rửa siêu âm công nghiệp

Đây là những máy làm sạch lớn được thiết kế để chứa các bộ phận như máy nén, bộ tản nhiệt, máy bơm, van và cụm bánh răng. Chúng có hiệu quả cao trong việc loại bỏ dầu mỡ. Mặc dù kích thước máy rửa lớn hơn nhưng việc làm sạch được thực hiện đồng đều trên khắp các bề mặt bị ướt của bộ phận và chỉ lâu hơn các loại máy nhỏ vài phút.

Các loại hóa chất cho quá trình rửa bằng sóng siêu âm (Ultrasonic Cleaning Solutions)

Chất lượng làm sạch không chỉ phụ thuộc vào sức mạnh và độ chính xác của máy siêu âm mà còn phụ thuộc vào loại dung dịch tẩy rửa được sử dụng. Chỉ sử dụng nước sẽ không giúp ích gì cho quá trình làm sạch. Điều quan trọng là các giải pháp làm sạch:

• Không ăn mòn vật liệu được làm sạch.
• Không tạo bọt quá mức.
• Có thể dễ dàng tạo điều kiện cho cavitation
• Có thể làm ướt hiệu quả tất cả các bề mặt ngập nước
• Dễ dàng rửa sạch