提高超声波清洗精度的研究进展

为响应蒙特利尔议定书的实施而发起的零件清洗革命已经过去20年了。如今，风险远高于上世纪90年代初。现在，一个经过验证的、可重复的、经常经过验证的清洁协议是客户的一个卖点，也是强制要求遵守的行业（如医疗和航空航天行业）的一个要求。

“精密清洁”是指为了达到这些日益严格的标准而需要占用几个槽口的清洁。系统通常由一系列专门配备的工艺槽或站组成，按顺序进行清洗、漂洗和干燥。有时还包括额外的工艺步骤，如硝酸或柠檬酸钝化，以去除零件表面的游离铁。

为确保一致性和可重复性，精密清洁系统通常是自动化的，流程通过为该负载选择的程序中的每个步骤进行高级。大多数系统都有多个自动化程序。为了多功能性，可以改变特定程序包括的站点以及站停留时间。可以使用受密码保护的屏幕在车间修改程序。对于可重复性，自动化确保一旦设置，程序每次都会重复允许利润率内的过程，并且对于一致性，可以以电子方式捕获和存储或打印以满足文档要求的关键过程数据。

精密清洁动作

清洁用罐开始，精密清洁线可以包括一个或多个清洁罐或站。这些站可以相同地配备，或者它们可以根据正在处理的各种部件，污染物载荷和所需的清洁化学品类型而异。例如，还具有硝酸或柠檬酸钝化的清洁线将至少有两种不同的化学物质在线上的独立罐中运行。

精密清洗站的典型特点是加热以优化化学性能和清洗效果，过滤回路以去除微粒并延长槽寿命，表面喷雾以在去除清洗部件之前将浮土撇到单独的堰上。另一个可用的功能是自动化学控制，根据化学性质，可以用几种不同的方法来处理。许多化学清洗剂可通过电导率进行监测，并根据需要通过自动进料进行补充，以在可接受和/或验证的电导率范围内连续运行。

超声波通常用于精密清洁过程，以加快和加强零件清洁行动。超声波能量被引入到一个容器中，会产生微小的气泡，这些气泡会内爆，将污染物从中分离出来。这个过程被称为空化，它可以发生在溶液可以进入水箱的任何地方，包括进入复杂的零件几何形状。

超声波可在不同的频率适用于基板和零件几何清洗。频率越低，声波产生的气泡越大，清洁作用的侵略性越富有。25 kHz的频率比40 kHz更具侵略性，40个是最常用的频率。超声波还提供更高频率，以及多种频率，这对于精密部件和较小的孔可能是优选的。

精密清洁罐通常配备了额外的机械动作，以进一步增强性能，以及这些动作，以及零件的​​定制固定，以优化曝光，这是零件清洁世界的游戏改变者。这些额外的机械动作包括垂直搅拌，喷涂，浸没和旋转。建议的方法组合取决于部件几何形状，衬底，污染物类型和清洁化学。

在自动化精密清洗生产线上，所有这些功能都由可编程自动化控制。在人机界面（HMI）上实时读取时间、温度和化学浓度等关键工艺参数，HMI通常为彩色触摸屏。超出允许范围的条件可设置为报警并在HMI上注册，或捕获和存储以供记录。

彻底漂洗和干燥

清洁之后是彻底冲洗。在精密清洗生产线上，这一过程通常意味着在生产线上的每个化学站之后进行一系列两次或两次以上的清洗。这些冲洗站可能逆流，这意味着淡水进料进入第二次冲洗，然后回流到第一次冲洗。同样的水使用两次，以减少消耗，同时最大限度地提高冲洗性能。当需要无斑点冲洗时，建议使用去离子水或反渗透水。

精密冲洗槽通常是加热的，可以过滤到一个合适的微米级。一些冲洗槽可能配备超声波、搅拌或其他机械动作，具体取决于零件的复杂性。当清洗规范很严格或吞吐量很高时，在最后一次冲洗的出口处喷洒新鲜进料也是有益的。

冲洗剂可以连续流动，或与冲洗质量控制结合流动，从而测量漂洗水中的电导率或电阻率的允许水平，并根据需要呼叫新鲜饲料。漂洗的关键参数，包括电导率/电阻率水平和/或流量，也可以通过系统自动化连续监测，如果出于规格，并且记录为一致性验证。

一旦清洁和冲洗，零件通常在再循环的热风干燥器中干燥。在较高的产量操作中或者部分复杂性所需的位置，可以添加初步空气吹扫或后续第二干燥机以提高生产率。另一个变型是干燥隧道。当通过颗粒计数测量清洁成功时，干燥器可以配备有HEPA过滤器以除去颗粒。

指定系统

在确定新的清洁过程或在新设备中实现现有清洁规范时，系统的配置和大小取决于几个关键项。坦克或车站工作区由最大可能的批量尺寸决定，清洁站的数量取决于污染物载荷的水平，待处理的各种基板，过程目标（例如，清洁或清洁和钝化））和吞吐量要求。冲洗站的数量取决于清洁站的数量，而干燥站的数量取决于吞吐目标。

在评估新设备时，强烈建议对零件进行试验清洁，以验证工艺和性能。建议的系统应该有足够的能力和多功能性，以成功地和重复清洁生产规模负荷。

没有既定清洁度标准的商店应与其供应商合作，以捕获可以表明成功的重要细节。随着倍率，防水试验，颗粒检测和/或随后的过程等涂层或焊接等过程的目视检查可能是良好的措施。钝化当钝化在线时，ASTM A967规范提供了测试协议。

精密清洁系统的目的是每规格反复生产干净，干燥的部件，而操作员可以自由执行其他任务。满足这些要求的能力可以是日益严格的游戏更换者，竞争竞争的清洁世界。

—Miraclean.