Il principio di funzionamento e i vantaggi delle apparecchiature di spruzzatura ad ultrasuoni

La spruzzatura è sempre stata nelle nostre vite ed è stata utilizzata per lungo tempo per una varietà di scopi, tra cui la spruzzatura di rivestimenti decorativi e protettivi. Pertanto, è un altro strumento disponibile per gli scienziati dei materiali per la preparazione di film sottili. Nella spruzzatura, la dimensione dell'ugello, la forma dello spruzzo, la distanza dall'ugello al substrato, la velocità di spruzzatura e il riscaldamento del substrato durante la spruzzatura sono parametri che possono essere controllati per ottenere i migliori risultati.

Utilizzando ugelli ad ultrasuoni, la soluzione spray può essere omogeneizzata, la dimensione delle gocce può essere efficacemente controllata (la frequenza dell'ugello influisce sulla dimensione delle goccioline) e la quantità di micro-nebbia può essere erogata, garantendo uniformità di composizione e struttura e precisione dei film e dei modelli risultanti. I rifiuti di materiale sono ridotti al minimo e vi è meno rischio per l'operatore dell'apparecchiatura.

01 Come funziona

Il principio di funzionamento degli ugelli ad ultrasuoni è quello di utilizzare trasduttori ad ultrasuoni per convertire le onde sonore ad alta frequenza in energia meccanica, che viene quindi convertita in liquido, generando così onde stazionarie. Quando il liquido lascia la superficie atomizzante dell'ugello, si rompe in una nebbia fine di goccioline uniformi di dimensioni micron. A differenza degli ugelli tradizionali che si basano sulla pressione e sul movimento ad alta velocità per rompere i liquidi in piccole particelle. L'ugello ad ultrasuoni utilizza l'atomizzazione ad ultrasuoni liquidi e l'energia di vibrazione ultrasonica è bassa. Il liquido può essere consegnato alla testa di spruzzatura da pompe per liquidi a gravità o a bassa pressione per l'atomizzazione continua o intermittente.

02 Svantaggi della spruzzatura tradizionale

Gli ugelli a pressione sono stati originariamente utilizzati per la spruzzatura. Gli ugelli a pressione hanno una scarsa durata durante la spruzzatura, sono soggetti a intasamento, richiedono sistemi leggermente più complessi (per generare pressione), molti rifiuti di materiale e inquinamento ambientale, che sono particolarmente pericolosi per coloro che spruzzano.

La spruzzatura di atomizzazione dell'aria ha un basso tasso di conversione e un elevato spreco; il tempo di spruzzatura è un po 'lungo a causa della bassa pressione; quando la circolazione dell'aria non è liscia, è incline a verificarsi overspray o nebbia di vernice; poiché l'aspetto finale è molto liscio, i requisiti di polvere e aria sulla superficie sono molto elevati Strict; la viscosità della vernice deve essere ridotta aggiungendo solvente o calore per ottenere un buon aspetto.

03I vantaggi della spruzzatura ad ultrasuoni

A differenza degli ugelli a pressione, gli ugelli ad ultrasuoni non utilizzano l'alta pressione per forzare il liquido attraverso piccoli fori per creare uno spray. Il liquido viene alimentato attraverso il centro dell'ugello con un orifizio più grande senza pressione e atomizzato a causa delle vibrazioni ultrasoniche nell'ugello. Gli ugelli dei canali di alimentazione del liquido e degli orifizi sono relativamente grandi, consentendo uno spruzzo privo di intasamenti.

Spray stabile

Il sistema di spruzzatura ad ultrasuoni può funzionare con apparecchiature integrate automatizzate e la qualità di spruzzatura è stabile e la dimensione delle particelle è compresa tra 25μm e 50μm.

Maggiore uniformità

Rispetto alla tecnologia di spruzzatura tradizionale, l'uniformità di spruzzatura e la controllabilità del sistema di spruzzatura ad ultrasuoni sono notevolmente migliorate. I difetti comuni sulla superficie dei rivestimenti dei dispositivi medici vengono eliminati e viene fornito supporto tecnico per la preparazione di eccellenti prestazioni dei rivestimenti superficiali dei dispositivi medici interventistici.

Può essere equipaggiato con piattaforma riscaldata

Gli spruzzatori ad ultrasuoni possono essere dotati di una piattaforma di riscaldamento per il substrato, come una piastra riscaldante. Più siringhe a controllo indipendente (contenitori per soluzioni di rivestimento) possono essere utilizzate per lavorare materiali diversi, il che è essenziale per la fabbricazione multistrato o la formazione di film diversi su diverse parti del substrato - se necessario, una delle siringhe può contenere un liquido pulito, come l'acqua distillata, per evitare la contaminazione. Gli spruzzatori ad ultrasuoni possono essere utilizzati in combinazione con i dip coater, nel qual caso il modulo di rivestimento a immersione rimane fermo mentre può essere spostato.

Controllo preciso della distribuzione delle goccioline

Ogni ugello ad ultrasuoni funziona a una frequenza di risonanza specifica, che determina la dimensione mediana delle goccioline. La dimensione delle goccioline è quasi invariata e può rientrare matematicamente nella rigida distribuzione delle goccioline prevista. La dimensione delle particelle atomizzate è fondamentalmente una funzione della frequenza operativa, maggiore è la frequenza, più piccole sono le particelle atomizzate.

Anti-inquinamento

Gli ugelli sono realizzati in leghe di titanio ad altissima resistenza e altri metalli proprietari, che li rendono particolarmente resistenti agli agenti chimici e hanno eccellenti proprietà acustiche. L'elemento elettroattivo è contenuto all'interno di un alloggiamento sigillato che protegge il gruppo ugello dalla contaminazione esterna. Il tubo di alimentazione corre per tutta la lunghezza dell'ugello. Il design dell'ugello assicura che il liquido entri in contatto solo con il titanio all'interno dell'ugello.

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Fattori di prestazione dell'ugello

proprietà liquide

Quasi tutti i dati sulle dimensioni delle gocce forniti dai produttori di ugelli si basano sullo spruzzo d'acqua a 70 ° F (21 ° C) in condizioni di laboratorio. L'effetto delle proprietà liquide deve essere compreso e considerato quando si selezionano gli ugelli per processi sensibili alle dimensioni delle goccioline.

Temperatura

Le variazioni di temperatura del liquido non influiscono direttamente sulle prestazioni dell'ugello, ma possono influire sulla viscosità, sulla tensione superficiale e sul peso specifico, che a loro volta influiscono sulle prestazioni dell'ugello.

Proporzione

Il peso specifico è il rapporto tra la massa di un dato volume di liquido e la massa dello stesso volume d'acqua. Nella spruzzatura, l'influenza principale del peso specifico del liquido diverso dall'acqua è la capacità dell'ugello. Tutti i dati sulle prestazioni degli ugelli forniti dal fornitore si basano sullo spruzzo d'acqua.

Viscosità

La viscosità dinamica è definita come la proprietà di un liquido di resistere ai cambiamenti nella forma o nella disposizione dei suoi elementi durante il flusso. La viscosità del liquido influisce principalmente sulla formazione del modello di spruzzo e sulla dimensione delle goccioline. Rispetto all'acqua pura, i liquidi con viscosità più elevate richiedono una pressione minima più elevata per iniziare a formare un modello di spruzzo e produrre un angolo di spruzzo più stretto.

Tensione superficiale

La tensione superficiale di un liquido tende ad assumere la dimensione più piccola possibile, agendo come una membrana sotto tensione. Qualsiasi parte della superficie di un liquido esercita tensione su parti adiacenti o altri oggetti a contatto con esso. La forza è nel piano della superficie e la forza per unità di lunghezza è la tensione superficiale. L'effetto principale della tensione superficiale è su fattori come la pressione minima di esercizio, l'angolo di direzione dello spruzzo e la dimensione delle gocce.

Usura degli ugelli

L'usura dell'ugello è indicata da un aumento della capacità dell'ugello e da un cambiamento nel modello di spruzzo, in cui la distribuzione (uniformità del modello di spruzzo) peggiora e aumenta le dimensioni delle goccioline. La selezione di materiali di costruzione resistenti all'usura può prolungare la durata dell'ugello. Poiché molti ugelli di fluidi individuali vengono utilizzati per misurare il flusso, gli ugelli usurati possono comportare un uso eccessivo di liquidi.