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      • Pubblicato il 15 nov 2022
      • Ultima modifica 7 set 2023
    • 21 min

    Guida ai sistemi di pulizia a ultrasuoni

    Guida sugli aspetti dei sistemi di pulizia ad ultrasuoni, con riferimento ai campi applicativi e alle potenzialità.

    Guida ai sistemi di pulizia a ultrasuoni

    Introduzione

    A cosa servono i sistemi di pulizia ad ultrasuoni

    A cosa servono i sistemi di pulizia ad ultrasuoni

    pulitori ad ultrasuoni vengono utilizzati per pulire a fondo gli oggetti: dai gioielli agli orologi, dalle parti industriali alle apparecchiature elettroniche. Un’applicazione diffusa di questi dispositivi è a scopo industriale, nel settore automobilistico e aeronautico, della stampa, dell'elettronica, delle armi, degli strumenti musicali e anche in ambito farmaceutico.

    Tali macchinari agiscono attraverso onde sonore che agitano la soluzione in cui è posto l’elemento da pulire; questa agitazione, a sua volta, produce pressione sulla sporcizia, sulla polvere, sul grasso o su altri composti che aderiscono all'oggetto. Le onde penetrano attraverso crepe e fessure per raggiungere tutti i contaminanti superficiali e rimuoverli.

    Tuttavia il processo di pulizia ad ultrasuoni non sterilizza.

    Il fenomeno della cavitazione

    La pulizia ad ultrasuoni utilizza un fenomeno chiamato cavitazione. La cavitazione si verifica quando le onde sonore ad alta frequenza vengono introdotte in un corpo liquido provocando la formazione di milioni di minuscole bolle. Quando queste bolle si espandono e si contraggono, raggiungono una certa soglia e collassano. Questo collasso genera una temperatura elevata, in un punto microscopico, con corrente a getto ad alta velocità, impiegato per eliminare i contaminanti dalla superficie dell'oggetto da pulire. Indipendentemente dalla frequenza utilizzata, l'energia acustica deve essere sufficientemente alta da raggiungere la soglia necessaria a creare il fenomeno della cavitazione.

    Pertanto, soprattutto per le applicazioni industriali, è fondamentale garantire che i generatori e i trasduttori di ultrasuoni siano della massima qualità e forniscano energia acustica efficiente ad ottenere risultati di pulizia con la precisione prevista. Indipendentemente dalla potenza del sistema o dalla frequenza utilizzata, se una bassa percentuale di energia acustica arriva al liquido a causa di generatori o trasduttori inefficienti, le prestazioni saranno scadenti.

    Quale frequenza utilizzare con la pulizia ad ultrasuoni

    La pulizia ad ultrasuoni avviene all’interno di una vasca d'acqua in cui viene generata una serie costante di onde che si espandono e si comprimono alternativamente per creare bolle microscopiche. Le bolle implodono, provocando un'azione di lavaggio non abrasiva con efficacia superiore ai metodi di pulizia tradizionali. Onde d’acqua e onde sonore sono la componente chiave del sistema di pulizia ad ultrasuoni.

    Per misurare la frequenza o i cicli al secondo si impiegano gli hertz. Quindi 1 Hz corrisponde a un ciclo di un'onda sonora al secondo, 20 Hz corrispondono a 20 cicli, e così via. L’orecchio umano può percepire quando la frequenza aumenta o diminuisce in base all'altezza del suono emesso. Maggiore è la frequenza, maggiore è il tono. Più bassa è la frequenza, più bassa è la tonalità.

    Ciò che è veramente unico nella processo di pulizia ad ultrasuoni, è l’impiego di frequenze troppo alte per essere udite dalle persone. Ciò che è udibile per gli esseri umani è compreso tra 20 Hz e 20 kHz (1 kilohertz equivale a 1000 hertz). Nella pulizia ad ultrasuoni, le frequenze utilizzate possono variare da 15 kHz a 400 kHz. È raro, tuttavia, trovare parti che necessitino di essere pulite a frequenze estreme: la frequenza tipica utilizzata per le applicazioni di pulizia ad ultrasuoni si avvicina a 40 kHz.

    In generale, per capire quale frequenza possa funzionare meglio per una specifica applicazione di pulizia, è possibile seguire le indicazioni di seguito riportate.

    Le frequenze più basse (20-25 kHz) sono le migliori per la pulizia a ultrasuoni delle parti più grandi. È possibile ad esempio utilizzare queste frequenze per pulire materiali automobilistici di grandi dimensioni. Le frequenze più basse tendono a pulire in modo più aggressivo e per questo non sono adatte per piccole parti. Per applicazioni di pulizia più sensibili e delicate, è meglio usare frequenze più alte. Nelle frequenze più alte, le onde sono in grado di penetrare più facilmente attraverso piccoli fori e fessure.

    All'aumentare della frequenza, la dimensione della bolla di cavitazione diminuisce e diventa meno aggressiva. Il risultato potrebbe essere l'incapacità di rimuovere alcuni contaminanti. A 25 kHz, le bolle di cavitazione sono molto più grandi ed aggressive, ideali per pulire parti più massicce come blocchi motore e stampi con sporco tenace. Tuttavia questa aggressività può danneggiare la finitura superficiale della parte, se non si presta attenzione. Parti con finitura lucida, ad esempio, non possono essere lavate a 25 kHz.

    Le frequenze più alte (da 68 kHz a 170 kHz) dovrebbero essere usate su oggetti che necessitano di una pulizia particolarmente delicata, di livello inferiore al micron. Ciò include l'elettronica e l'ottica di precisione. Queste frequenze più alte producono bolle di cavitazione di dimensioni inferiori al micron che possono navigare nelle fessure più piccole. Frequenze più elevate vengono spesso utilizzate per pulire apparecchiature farmaceutiche, impianti medici, componenti in titanio, elettronica delicata e ottiche di precisione.

    Per la maggior parte delle applicazioni, 40 kHz è la scelta migliore perché rappresenta il miglior equilibrio tra potenza e dimensione della bolla di cavitazione. Questo è il motivo per cui viene utilizzata in oltre il 90% di tutti i sistemi di pulizia a ultrasuoni industriali. Le bolle di cavitazione a 40 kHz hanno una dimensione di circa un micron, abbastanza piccole da entrare in piccole fessure e fori ciechi. È anche abbastanza potente da rimuovere contaminanti ostinati ma abbastanza delicata per tutti i materiali, tranne i più fragili.

    Precauzioni d’uso per il pulitore ad ultrasuoni

    Per utilizzare le macchine pulitrici a ultrasuoni in modo che abbiano prestazioni ottimali, è opportuno rispettare delle precauzioni:

    • Non collocare parti o contenitori direttamente sul fondo del serbatoio di pulizia: utilizzare un vassoio per sospendere gli oggetti
    • Non lasciare che il livello della soluzione detergente scenda più di un pollice sotto la parte superiore del serbatoio
    • Non utilizzare mai alcol, benzina o soluzioni infiammabili. Ciò potrebbe causare un incendio o un'esplosione. Utilizzare solo soluzioni a base d'acqua
    • Non usare mai acidi. Questi potrebbero danneggiare il serbatoio

    Il mancato rispetto di queste precauzioni potrebbe danneggiare il sistema e invalidare la garanzia dell’apparecchiatura, nel caso fosse ancora in corso di validità.

    Si può verificare una riduzione della cavitazione o dell'azione di pulizia se:

    • Il dispositivo non è abbastanza pieno (seguire sempre le indicazioni riportate nelle sepecifiche del costruttore)
    • Si utilizza acqua o altro detergente non adatto come soluzione di pulizia a ultrasuoni. Inoltre, anche una buona soluzione detergente deve essere degassata facendo funzionare il detergente per circa 10 minuti prima dell'uso altrimenti si riduce anche la cavitazione

    E’ possibile consultare la guida fornita con il sistema di pulizia ad ultrasuoni per comprendere le azioni che possono causare una riduzione della cavitazione.

    Scelta della soluzione detergente idonea alla pulizia ad ultrasuoni

    All'interno della camera vengono utilizzati solventi specifici per l'applicazione, in grado di rendere solubili quei particolari contaminanti che sporcano l’oggetto.

    Per risultati di pulizia ottimali, occorre scegliere la soluzione detergente per lavatrice ad ultrasuoni appropriata, pulire alla giusta temperatura per il tempo corretto e utilizzare il tipo di pulitore ad ultrasuoni più adatto, con la dimensione più opportuna.

    Una soluzione di pulizia ad ultrasuoni contiene vari ingredienti progettati per ottimizzare il processo. Bisogna tener presente che gli effetti negativi del detergente sul materiale da pulire sono potenzialmente intensificati dagli ultrasuoni stessi.

    Le soluzioni detergenti da evitare sono infiammabili o hanno bassi punti di infiammabilità. L'energia rilasciata dalla cavitazione, infatti, viene convertita in calore ed energia cinetica, la quale genera elevati gradienti di temperatura nella soluzione e può creare condizioni pericolose in presenza di liquidi infiammabili.

    Gli acidi, la candeggina e i sottoprodotti della candeggina dovrebbero essere generalmente evitati; acido e candeggina, inoltre, danneggiano i serbatoi in acciaio inossidabile e/o creano condizioni pericolose.

    Una volta che la soluzione detergente è visibilmente sporca o l'azione pulente è compromessa, è necessario cambiare la soluzione. Non serve necessariamente una soluzione fresca per ogni sessione di pulizia.

    Sistema di riscaldamento del pulitore ad ultrasuoni

    I pulitori a ultrasuoni in genere sono dotati di un sistema di riscaldamento integrato ed in alcune applicazioni le temperature della vasca possono essere anche di 82°C.Nella maggior parte dei sistemi ad ultrasuoni, vengono montate una o più piastre riscaldanti sul lato del serbatoio di pulizia. Queste piastre trasferiscono nel mezzo di pulizia l'output di semplici elementi riscaldanti, alimentati elettricamente attraverso la parete d'acciaio del serbatoio.

    Le temperature di funzionamento sono generalmente tra 54 °C e 82 °C, sebbene alcuni processi funzionino a partire da 32 °C.

    La temperatura migliore per la pulizia dipende da tre fattori: la soluzione detergente, l'elemento da pulire e gli agenti contaminanti da rimuovere.

    • Soluzione detergente: alcuni prodotti riportano le raccomandazioni del costruttore per la temperatura di esercizio, quindi è opportuno tenerne conto
    • Oggetto da pulire: la maggioranza degli oggetti da pulire con gli ultrasuoni può tollerare le temperature comprese nell'intervallo usuale, ma altri (come ad esempio i circuiti stampati) possono deformarsi o subire danni a causa del calore elevato
    • Contaminanti: alcuni contaminanti devono essere sottoposti ad alte temperature per essere rimossi in modo efficiente ma alcuni di essi diventano più ostinati se riscaldati oltre un certo punto. Ad esempio, le proteine presenti nel sangue si induriscono in modo significativo al di sopra dei 37 °C. In casi come questo, dovrebbe esserci poco, o nessun, riscaldamento applicato alla soluzione

    Il calore fornito alla soluzione tramite l’unità di riscaldamento del pulitore è prevedibile e facilmente controllabile. Ma si deve anche considerare il calore creato dal processo di pulizia stesso.

    I trasduttori producono anch’essi una piccola quantità di calore. Un gruppo di trasduttori da 500 watt produce circa 90 watt di calore quando operano a piena intensità. Se gli ultrasuoni vengono lasciati accesi per diverso tempo, la temperatura del serbatoio potrebbe aumentare parecchio.

    Per questo motivo, è importante monitorare il processo di pulizia e garantire che la temperatura non superi quella raccomandata per il mezzo di pulizia, la tipologia di pezzi da pulire e i contaminanti.

    Come il calore influisce sul processo di pulizia ad ultrasuoni

    Il calore ha tre ruoli principali nel processo di pulizia.

    • Aumentare l'efficacia dell'ammollo: in generale, i liquidi più caldi sono più efficaci nel rimuovere un'ampia varietà di contaminanti
    • Rimozione del gas: l'aria disciolta e altri gas inibiscono la cavitazione; una soluzione più calda aiuta la fuoriuscita di questi gas, aumentando l'efficacia della pulizia
    • Viscosità ridotta: i liquidi più caldi sono meno viscosi e una viscosità inferiore significa una cavitazione più efficace

    In alcuni modelli di pulitori ad ultrasuoni esistono sistemi di controllo semplici da impostare, con programmi settimanali che riscaldano automaticamente le soluzioni prima della sessione di pulizia. Ciò consente di risparmiare tempo e fatica. Inoltre, le capacità avanzate di raccolta dati consentono agli operatori di analizzare le prestazioni di tutti i sottosistemi puliti per determinare come ottenere il miglior profilo termico per una pulizia ottimale.

    Pulitori a ultrasuoni vs idropulitrici tradizionali

    Il processo di pulizia che si basa sul fenomeno della cavitazione ultrasonica è un radicale cambiamento (e miglioramento) rispetto ad altri metodi di pulizia.

    Quando le onde ultrasoniche si muovono attraverso un liquido, comprimono e rilasciano le molecole nel mezzo. Ciò si traduce in milioni di bolle microscopiche che si formano sulla superficie dell'articolo da pulire e queste bolle si formano e implodono costantemente. Quando implodono, il liquido che scorre veloce per riempire lo spazio, crea un potente getto che sbatte sulla superficie del pezzo, rimuovendo i contaminanti. Questo crea un'azione di lavaggio delicata e assolutamente completa.

    Un pulitore ad ultrasuoni è molto meglio di un sistema di pulizia tradizionale a spruzzo o idropulitrice. Ecco i tre motivi principali:

    La cavitazione arriva ovunque Le bolle create dalla cavitazione raggiungono ovunque il mezzo liquido. Non importa quanto sia complessa la geometria di una parte o quanto siano profonde le fessure: le bolle microscopiche creano getti di pulizia in ogni punto e su ogni superficie.

    Inoltre, poiché la cavitazione è creata dall'energia acustica e l'energia acustica si propaga attraverso i metalli, le parti posizionate una accanto all'altra non sono un problema da pulire, come avviene invece per le idropulitrici. Ogni superficie immersa viene pulita.

    La cavitazione pulisce tutto L'eliminazione dei solventi dal processo di pulizia può comportare risparmi significativi. Il problema è che alcuni contaminanti non possono essere facilmente spruzzati o eliminati senza una buona dose di solvente. Un pulitore ad ultrasuoni toglie il contaminante dalla superficie dell’oggetto sporco grazie all'azione meccanica e termica che si verifica quando le bolle di cavitazione implodono. Poiché questa azione è principalmente meccanica, la composizione chimica della sostanza da rimuovere non è un fattore determinante e quindi è sufficiente aggiungere all'acqua dell’apparecchiatura a ultrasuoni un detergente delicato.

    La cavitazione è versatile I pulitori a ultrasuoni sono dotati di trasduttori che producono una gamma specifica di frequenze adattate al materiale da pulire. La frequenza impiegata può variare da 25 kHz, per articoli altamente durevoli e tenacemente sporchi come i blocchi motore, sino a 170 kHz per prodotti farmaceutici, impianti medici e l'elettronica più delicata.

    Cosa si può pulire con un sistema di pulizia ad ultrasuoni

    Un sistema di pulizia ad ultrasuoni può pulire praticamente qualsiasi cosa. Il numero di oggetti che possono beneficiare della pulizia ad ultrasuoni è vasto. La ragione? Ci sono solo due "requisiti di idoneità" perché un pezzo possa essere pulito in questo modo:

    • La cavitazione che alimenta la pulizia ad ultrasuoni e rimuove i contaminanti dalle parti, si verifica solo in un ambiente liquido. L’oggetto da pulire quindi deve essere adatto all'immersione. Anche un certo tipo di elettronica può essere messo sotto acqua se vengono utilizzate tecniche di asciugatura adeguate
    • Il secondo requisito è che la parte possa essere asciugata in modo relativamente facile. Gli oggetti assorbenti non possono quindi essere sottoposti a pulizia ultrasonica, tuttavia la maggior parte dei pezzi può essere semplicemente asciugato all'aria con un soffiatore

    La pulizia ad ultrasuoni viene utilizzata per rimuovere materiali indesiderati da qualsiasi cosa, dai gioielli ai parti meccaniche, dalle lenti ottiche super delicate alle parti di un motore, dagli strumenti chirurgici alle schede madri.

    La pulizia ad ultrasuoni è perfettamente sicura anche per vetro e ceramica.

    Gli agenti contaminanti che potrebbero richiedere applicazioni dispendiose in termini di tempo, possono invece essere rimossi in pochi minuti.

    La pulizia a ultrasuoni rimuove da qualsiasi superficie lo sporco comune, il grasso del motore, le sostanze chimiche oleose che possono impedire alle vernici e ad altri rivestimenti di aderire ai prodotti finiti, i lubrificanti, il grasso in generale, i composti per lucidatura, oli da taglio, ecc.

    Una delle poche cose che la pulizia ad ultrasuoni non rimuove sono le spore e i virus. Gli strumenti medici possono essere puliti col sistema ad ultrasuoni, ma poi sarà necessario sterilizzarli adeguatamente.

    Pulizia dei componenti aerospaziali

    In un campo in cui le aspettative di qualità e i costi di produzione/riparazione sono stratosferici, la pulizia ad ultrasuoni funziona bene. Che si tratti di pulire l'olio da taglio dai componenti appena lavorati, di rendere le parti in acciaio inossidabile senza macchie prima che vengano passivate o di eliminare lo sporco da una parte idraulica prima della ristrutturazione, i pulitori a ultrasuoni possono rimuovere la contaminazione in modo più completo e rapido rispetto ai processi manuali.

    Pulizia dell’elettronica

    Fintanto che vengono utilizzate tecniche di asciugatura adeguate, un pulitore ad ultrasuoni non solo pulirà i dispositivi elettronici, ma li pulirà più rapidamente e meglio rispetto a qualsiasi altro metodo. In passato, era un sistema comune utilizzare il tricloroetilene per pulire le apparecchiature elettroniche, ma la pulizia a ultrasuoni di solito richiede solo acqua e un additivo detergente delicato.

    Componenti lavorati e tutti gli elementi che richiedono la rimozione del rivestimento

    Sono incluse tutte le parti che si producono con una macchina CNC, gli elementi che vengono pressati, alcune ceramiche, vetro e metalli lucidati. Se un articolo è stato lavorato, levigato o lucidato, ci saranno residui sotto forma di trucioli, polvere, composti lucidanti o oli da taglio, ecc.Qui la forza della pulizia a ultrasuoni sta nella sua versatilità - la cavitazione nel pulitore rimuove gli oli con la stessa facilità di trucioli o polvere - e nella sua accuratezza. La cavitazione ultrasonica raggiunge tutto ciò che può raggiungere il liquido in cui è immersa la parte.

    Strumenti e attrezzature di un impianto

    Che si tratti di utensili da taglio in metallo duro, parti di macchine per l'imballaggio alimentare, tubazioni dell'interno di una raffineria di petrolio o solo strumenti standard con contaminanti, un pulitore ad ultrasuoni può essere una risorsa per mantenere l’attrezzatura perfettamente pulita. Inoltre, la pulizia ad ultrasuoni raggiunge ogni parte dell'articolo da pulire e lo fa in meno tempo rispetto a un operatore.

    Vetro, ceramica e altri oggetti fragili

    La pulizia ad ultrasuoni è perfettamente sicura per questa tipologia di articoli e può effettivamente far risparmiare a livello economico nel lungo termine perché oggetti fragili e delicati subiranno meno manipolazione e quindi meno possibilità di rotture o altri danni.

    Stampi, blocchi e altri oggetti di grandi dimensioni

    I pulitori a ultrasuoni sono disponibili in un'ampia varietà di dimensioni, quindi se si vogliono pulire oggetti grandi, la considerazione principale di cui tener conto potrebbe essere la frequenza operativa del sistema ultrasonico pulente. Gli stampi industriali e le parti del motore sono sovente rivestiti con contaminanti spessi e tenaci. Inoltre tendono ad essere estremamente resistenti, non hanno bisogno di avere una finitura perfettamente liscia e in genere non hanno una geometria complessa con fessure e depressioni strette. Una macchina pulitrice da 25 kHz può essere perfetta per pulire questi elementi. Le onde ultrasoniche a frequenza relativamente bassa (appena sopra la gamma superiore dell'udito umano, che è 20 kHz) spazzano via lo sporco più resistente.

    Attrezzature mediche e altri articoli

    Strumenti medici e impianti medicali o farmaceutici, devono essere perfettamente puliti. Il sistema ad ultrasuoni è particolarmente adatto e inoltre, quando c'è meno manipolazione umana, ci sono meno possibilità di contaminazione e altri errori. Tuttavia, i pulitori ad ultrasuoni non sterilizzano; spore e virus non vengono rimossi da questo tipo di pulizia.

    Ecco un altro elenco degli oggetti che si possono pulire efficacemente con i sistemi ad ultrasuoni:

    • Parti automobilistiche, dai blocchi motore agli ugelli degli iniettori di carburante
    • Cuscinetti
    • CRT e componenti correlati
    • Pulizia delle armi da fuoco
    • Pulizia di manutenzione di gruppi meccanici
    • Pulizia di manutenzione delle apparecchiature di riempimento per la produzione alimentare
    • Produzione stampi
    • Componenti ottici
    • Preparazione dei metalli prima del rivestimento in nitruro di titanio
    • Cristalli di quarzo (radio, televisione, computer, telefoni cellulari)
    • Circuiti stampati
    • Tapparelle
    • Filiere

    L’elenco è tutt'altro che esaustivo, perché la pulizia ad ultrasuoni è molto versatile.

    Applicazione ideale della frequenza di un sistema di pulizia ad ultrasuoni

    Quando le onde ultrasoniche viaggiano attraverso un liquido, formano bolle sulla superficie degli oggetti sommersi. Ma le onde provocano anche il collasso delle bolle e, così facendo, creano un potente getto di liquido che colpisce la superficie e gli eventuali contaminanti che vi aderiscono. Questo crea un'azione di lavaggio costante.

    Frequenze diverse produrranno bolle più grandi o più piccole. Maggiore è la frequenza, più piccole sono le bolle. Più sono piccole, più delicata sarà l'azione di lavaggio e più uniformemente le bolle saranno distribuite sulla superficie. Le bolle più piccole penetrano anche in fessure, crepe e altri recessi stretti e/o profondi in modo più efficace. Le bolle più grandi prodotte dalle frequenze più basse creano un'azione pulente molto più potente, ma non penetrano altrettanto bene.

    Ecco le gamme di frequenza disponibili, a cosa possono servire e quali sono gli articoli che esse possono pulire nel modo migliore:

    Pulizia a 25 kHz

    Questa frequenza è piuttosto bassa, appena al di sopra della gamma dell'udito umano, che è 20 kHz. Produce bolle relativamente grandi e potenti, che colpiscono la parte da pulire con un getto potente. Con tale frequenza, il pulitore è lo strumento di lavaggio definitivo per contaminanti densi e/o tenacemente appiccicosi. E’ ideale per pulire parti metalliche grandi e durevoli, come blocchi motore, radiatori, stampi e qualsiasi parte per la quale la finitura non è una considerazione critica. Il principale svantaggio è che le bolle prodotte non penetrano in fessure strette.

    Pulizia a 40 kHz

    Questa è la frequenza più comunemente utilizzata nelle applicazioni industriali e può essere utilizzata per circa il 95% delle applicazioni di pulizia ad ultrasuoni. Le bolle che produce hanno un diametro di circa un micron e possono fornire ottimi risultati di pulizia in tutti gli spazi, tranne quelli più piccoli. È abbastanza delicata per poter essere utilizzata per quasi tutti i materiali e la dimensione della bolla fornisce anche una buona copertura su ampie superfici.

    Pulizia a 68 kHz

    Per alcuni materiali, 40 kHz è una frequenza troppo aggressiva e può lasciare danni. Alcune parti, come i componenti del disco rigido, l'elettronica, le parti in metallo morbido lucidato e l'ottica di precisione, richiedono un'azione di lavaggio più delicata rispetto quella che si ha con una frequenza più alta. Tale frequenza penetra in spazi ancora più piccoli di quella a 40 kHz.

    Pulizia a da 132 kHz a 170 kHz

    Questa è la gamma di frequenze più alta che viene generalmente utilizzata nella pulizia industriale a ultrasuoni e offre il massimo in termini di pulizia delicata e penetrazione anche nelle fessure più piccole. È comunemente usata per pulire prodotti farmaceutici, impianti medici, componenti in titanio e parti elettroniche insolitamente delicate.

    Conclusioni

    La pulizia a ultrasuoni è utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni sia nella scienza che nell'industria. Nei casi in cui è richiesta una pulizia estrema, gli ultrasuoni si sono dimostrati più efficaci dei mezzi meccanici o chimici. La pulizia con ultrasuoni ha il netto vantaggio di penetrare in geometrie complesse e rimuovere da un'ampia varietà di superfici i contaminanti strettamente legati.

    La pulizia ad ultrasuoni è il risultato delle onde sonore introdotte nel liquido di pulizia mediante una serie di “trasduttori” montati sulla vasca di pulizia. Il suono viaggia attraverso il serbatoio e crea onde di compressione ed espansione nel liquido. Nell'onda di compressione, le molecole del liquido detergente vengono compresse strettamente insieme. Al contrario, nell'onda di espansione, le molecole vengono separate rapidamente. L'espansione è così drammatica che le molecole vengono lacerate creando bolle microscopiche. Le bolle non si vedono ad occhio nudo poiché sono così piccole ed esistono solo per una frazione di secondo.

    La temperatura estrema raggiunta, combinata con la velocità del getto del liquido, fornisce un'azione di pulizia molto intensa in un'area minuscola. A causa della brevissima durata del ciclo di espansione e collasso della bolla, il liquido che circonda la bolla assorbe rapidamente il calore e l'area si raffredda rapidamente.

    Ci sono molte variabili che influenzano il processo di pulizia ad ultrasuoni.

    La prima variabile da considerare è l'abbinamento di generatori e trasduttori.

    La frequenza di uscita del generatore deve corrispondere strettamente alla frequenza di progetto del trasduttore. Questa corrispondenza è una parte del processo di progettazione e non è qualcosa che può essere modificato dall'utente.

    La seconda variabile da considerare è la frequenza degli ultrasuoni. La frequenza si riferisce al numero di volte in cui un ciclo di compressione ed espansione viene completato al secondo. Questo determina il numero di volte al secondo che possono essere prodotte bolle e la dimensione della bolla stessa. In generale, maggiore è la frequenza, minore è la bolla prodotta. Le due frequenze tipiche utilizzate oggi in commercio sono 25 kHz e 40 kHz. 25 kHz ha meno bolle di 40 kHz e sono relativamente grandi. Il getto prodotto durante l'implosione delle bolle è molto potente e molto abrasivo che può danneggiare oggetti delicati. Questa frequenza è adatta per pulire parti più grandi oppure oggetti voluminosi con contaminanti ostinati. Un pulitore a ultrasuoni a 40 kHz genera bolle molto piccole che possono penetrare fori e fessure molto piccoli. Questa frequenza viene utilizzata nella maggior parte delle applicazioni di pulizia, dove altri tipi di apparecchiature per la pulizia meccanica non sono efficaci.

    Una terza variabile è il tipo di liquido detergente utilizzato nel serbatoio. I fluidi hanno una "resistenza alla trazione" che tiene insieme le molecole al loro interno. L'acqua pura ha una resistenza alla trazione così elevata che la maggior parte dei generatori di ultrasuoni non può produrre cavitazione al suo interno. Poiché la cavitazione comporta la separazione di molecole di fluido per creare cavità, i fluidi utilizzati per la pulizia ad ultrasuoni devono avere una resistenza alla trazione relativamente bassa in modo che la cavitazione possa essere prodotta senza sovraccaricare i trasduttori ultrasonici e il generatore.

    Un'altra variabile nella pulizia a ultrasuoni è la temperatura del liquido detergente. Quando i liquidi vengono riscaldati, diventano più densi e le onde sonore li attraversano più velocemente. La pulizia ad ultrasuoni ottimale in acqua avviene nell'intervallo 50 - 60 °C.

    La pulizia ad ultrasuoni è davvero una scienza complessa e si consiglia il consulto con un produttore affidabile che assicuri la migliore corrispondenza delle apparecchiature alle proprie esigenze.

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