Ob Öl- und Fettschichten, Emulsionen oder teilchenförmiger Schmutz – die Reinigung eines empfindlichen Bauteils ist oftmals eine schwierige Aufgabe. Wie der Fachverband industrielle Teilereinigung (FiT) e.V. mitteilt, lassen sich mit der Ultraschallreinigung in solchen Fällen sowohl in der Produktion als auch bei der Instandhaltung von Teilen und kompletten Baugruppen schnell und zuverlässig optimale Reinigungsergebnisse erzielen.
Als Ultraschall werden üblicherweise Schallwellen oberhalb von 16 kHz definiert, also weit über der menschlichen Hörgrenze. Eine reinigende Wirkung entfalten Ultraschallwellen in einem Flüssigkeitsbad. Sie basiert auf dem physikalischen Begriff der Kavitation: Bei der Beschallung einer Flüssigkeit mit Ultraschall kommt es durch die hohe Intensität des Schallwechseldrucks in der Zugphase der Schwingung zu einem Aufreißen der Flüssigkeit – die Kohäsionskräfte werden überwunden. Dadurch bilden sich Millionen mikroskopisch kleiner Hohlräume, die bis zu einer Größe von rund 0,1 mm anwachsen können. In der anschließenden Druckphase werden diese Kavitationsbläschen instabil, fallen in sich zusammen (implodieren) und erzeugen hydraulische Stöße mit erheblichen Energiedichten. Durch die Kavitation werden in der Flüssigkeit Mikroströmungen ausgelöst, so genannte „jetstreams“. Treffen diese auf eine Oberfläche, sprengen sie dort sitzende Verunreinigungen ab und spülen den „Schmutz“ weg.
Erzeugung von Ultraschallwellen
Erzeugt werden Ultraschallwellen durch einen Hochfrequenz-Generator, der die normale Netzfrequenz von 50 bis 60 Hz in hochfrequente Schwingungen umwandelt. Die elektromagnetischen Schwingungen werden dann durch so genannte Schallwandler oder Schwinger in mechanische Vibration gleicher Frequenz umgesetzt. Bevorzugt kommen dafür heute piezoelektrische Schwingsysteme zum Einsatz. Als piezoelektrisches Material dienen Sinterkeramiken aus Bleizirkonattitanat (PZT), die einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent aufweisen.
Die Übertragung der Ultraschallenergie auf die Reinigungsflüssigkeit erfolgt bei kleinen Behältnissen oder Ultraschallgeräten mit Schwingern, die am Boden der Schwingwanne angebracht sind. Um bei größeren Behältnissen eine möglichst große schallabstrahlende Fläche zu realisieren, werden dicht gekapselte Tauchschwinger oder Schwingplatten, bestückt mit einer Vielzahl von Schwingern, in das Behandlungsbecken eingebracht.
Eine wichtige Rolle bei der Ultraschallreinigung spielt auch die Reinigungsflüssigkeit – heute meist wässrige Reiniger, die je nach Verschmutzungsgrad alkalischem, neutralem und saurem pH-Wert angeboten werden. Kommt ein Lösemittel zum Einsatz, muss das Ultraschallreinigungsgerät oder die Reinigungsanlage die gültigen Vorgaben zum Explosionsschutz beziehungsweise zur Bundesimmissionsschutz-Verordnung (BimSchV) erfüllen. Die chemische Wirkung des Mediums wird durch Ultraschall verstärkt. Gleichzeitig soll der Ultraschall-Reiniger die Verschmutzung anlösen, dabei aber weder Reinigungswanne noch Reinigungsgut angreifen.
Schmutz zieht Kavitation an
Interessant ist die Reinigungswirkung von Ultraschall dadurch, dass Kavitation an Grenzflächen auftritt – also auch dort, wo Verunreinigungen an der Oberfläche haften. Dieser Vorgang wird gerne auch als „Mikro-Schrubben“ oder „Elektronisches Bürsten“ bezeichnet. Ultraschall ist dabei eine ebenso gründliche wie schonende Bürste, denn die Wirkung der Kavitation lässt – kurzfristig eingesetzt – auch empfindliche Flächen unversehrt und entfaltet sich überall da, wo Reinigungsflüssigkeit vorhanden ist. Nach Informationen des Fachverbands industrielle Teilereinigung (FiT) e.V. ist die Ultraschallreinigung eine ideale Methode, um Teile mit allen Arten von schwer zugänglichen Hohlräumen zu reinigen, beispielsweise Sacklöcher, Rändel, Ritzen. Komplette Baugruppen wie etwa Getriebe brauchen daher zur Reinigung nicht zerlegt werden. Für sensible Werkstücke, zum Beispiel elektronische Bauteile, Leiterplatten, unzugängliche elektrostatische Filterzellen, Dieselventile oder feine PKW-Einspritzdüsen, bietet sich die Ultraschallreinigung ebenfalls an.
Kontakt:
Fachverband industrielle Teilereinigung e.V.
www.fit-online.org, info@fit-online.org, Tel. +49 (0)2103 255610
Als Ultraschall werden üblicherweise Schallwellen oberhalb von 16 kHz definiert, also weit über der menschlichen Hörgrenze. Eine reinigende Wirkung entfalten Ultraschallwellen in einem Flüssigkeitsbad. Sie basiert auf dem physikalischen Begriff der Kavitation: Bei der Beschallung einer Flüssigkeit mit Ultraschall kommt es durch die hohe Intensität des Schallwechseldrucks in der Zugphase der Schwingung zu einem Aufreißen der Flüssigkeit – die Kohäsionskräfte werden überwunden. Dadurch bilden sich Millionen mikroskopisch kleiner Hohlräume, die bis zu einer Größe von rund 0,1 mm anwachsen können. In der anschließenden Druckphase werden diese Kavitationsbläschen instabil, fallen in sich zusammen (implodieren) und erzeugen hydraulische Stöße mit erheblichen Energiedichten. Durch die Kavitation werden in der Flüssigkeit Mikroströmungen ausgelöst, so genannte „jetstreams“. Treffen diese auf eine Oberfläche, sprengen sie dort sitzende Verunreinigungen ab und spülen den „Schmutz“ weg.
Erzeugung von Ultraschallwellen
Erzeugt werden Ultraschallwellen durch einen Hochfrequenz-Generator, der die normale Netzfrequenz von 50 bis 60 Hz in hochfrequente Schwingungen umwandelt. Die elektromagnetischen Schwingungen werden dann durch so genannte Schallwandler oder Schwinger in mechanische Vibration gleicher Frequenz umgesetzt. Bevorzugt kommen dafür heute piezoelektrische Schwingsysteme zum Einsatz. Als piezoelektrisches Material dienen Sinterkeramiken aus Bleizirkonattitanat (PZT), die einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent aufweisen.
Die Übertragung der Ultraschallenergie auf die Reinigungsflüssigkeit erfolgt bei kleinen Behältnissen oder Ultraschallgeräten mit Schwingern, die am Boden der Schwingwanne angebracht sind. Um bei größeren Behältnissen eine möglichst große schallabstrahlende Fläche zu realisieren, werden dicht gekapselte Tauchschwinger oder Schwingplatten, bestückt mit einer Vielzahl von Schwingern, in das Behandlungsbecken eingebracht.
Eine wichtige Rolle bei der Ultraschallreinigung spielt auch die Reinigungsflüssigkeit – heute meist wässrige Reiniger, die je nach Verschmutzungsgrad alkalischem, neutralem und saurem pH-Wert angeboten werden. Kommt ein Lösemittel zum Einsatz, muss das Ultraschallreinigungsgerät oder die Reinigungsanlage die gültigen Vorgaben zum Explosionsschutz beziehungsweise zur Bundesimmissionsschutz-Verordnung (BimSchV) erfüllen. Die chemische Wirkung des Mediums wird durch Ultraschall verstärkt. Gleichzeitig soll der Ultraschall-Reiniger die Verschmutzung anlösen, dabei aber weder Reinigungswanne noch Reinigungsgut angreifen.
Schmutz zieht Kavitation an
Interessant ist die Reinigungswirkung von Ultraschall dadurch, dass Kavitation an Grenzflächen auftritt – also auch dort, wo Verunreinigungen an der Oberfläche haften. Dieser Vorgang wird gerne auch als „Mikro-Schrubben“ oder „Elektronisches Bürsten“ bezeichnet. Ultraschall ist dabei eine ebenso gründliche wie schonende Bürste, denn die Wirkung der Kavitation lässt – kurzfristig eingesetzt – auch empfindliche Flächen unversehrt und entfaltet sich überall da, wo Reinigungsflüssigkeit vorhanden ist. Nach Informationen des Fachverbands industrielle Teilereinigung (FiT) e.V. ist die Ultraschallreinigung eine ideale Methode, um Teile mit allen Arten von schwer zugänglichen Hohlräumen zu reinigen, beispielsweise Sacklöcher, Rändel, Ritzen. Komplette Baugruppen wie etwa Getriebe brauchen daher zur Reinigung nicht zerlegt werden. Für sensible Werkstücke, zum Beispiel elektronische Bauteile, Leiterplatten, unzugängliche elektrostatische Filterzellen, Dieselventile oder feine PKW-Einspritzdüsen, bietet sich die Ultraschallreinigung ebenfalls an.
Kontakt:
Fachverband industrielle Teilereinigung e.V.
www.fit-online.org, info@fit-online.org, Tel. +49 (0)2103 255610
