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超声波清洗工艺

超声波清洗机具有效果好, 清洁度高且全部光学零件清洁度一致;清洗速度快, 提高生产效率, 不须人手接触清洗液, 安全可靠。对光学零件表面无损伤, 节省溶剂、工作场地和人工。对光学零件表面比较复杂, 像一些表面凹凸不平、特别小的视窗玻璃, 清洁度有较高要求的产品, 使用超声波清洗机能达到很理想的效果。

光学零件加工中不同的工序应有不同的清洗工艺, 从整体流程看, 通常可分为四道工序:洗涤、漂洗、脱水、烘干。具体流程如下: (1) 洗涤:主要是利用有机溶剂 (如HA-04、P-90或B-13等) 对光学零件表面进行湿润、渗透和乳化而达到综合的作用, 从而达到对各类污垢进行溶解、去除的效果。 (2) 漂洗:通过纯水对光学零件表面的冲洗及超声作用, 使洗涤后残留在光学零件表面的洗涤剂溶解、稀释和去除。 (3) 脱水:经漂洗后的光学零件表面含有大量水分, 进入有机溶剂的脱水剂中进行脱水, 和水能充分混溶; (4) 烘干:脱水后的光学零件进入蒸汽槽干燥, 干燥剂蒸汽在光学零件表面冷凝为液体, 干燥剂液体和光学零件表面的脱水剂形成共沸物, 一部分共沸物形成蒸汽离开光学零件表面, 一部分共沸物以液体的状态流经光学零件表面对光学零件起冲洗作用。经过上述过程后, 光学零件表面洁净、干燥。

超声波清洗的关键:

(1) 在超声波清洗中, 超声波频率是起决定性作用的工艺参数;

(2) 超声波清洗在 (40~60) ℃时空化最好, 温度越高, 越有利于污物分解;

(3) 超声功率密度越高, 空化效果越强, 清洗效果越好, 清洗速度越快;

(4) 超声波清洗时, 应将被清洗件置于空化强烈区内, 以便获得较好的清洗效果, 被清洗件的放置位置越接近超声源, 空化强度越高;

(5) 超声波清洗的效果和质量与超声波清洗的时间有关。清洗时间太短达不到清洗的质量要求, 而清洗时间过长不仅会降低工效, 且由于超声波对被清洗件表面的空化腐蚀作用影响了零件的表面质量;

(6) 清洗过程中液体静止不流动, 这时泡的生长和闭合运动能够充分完成;

(7) 橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量, 故将此类材料用于工装提篮时应谨慎;

(8) 在清洗过程中, 还应注意必须使用纯水或去离子水, 若使用自来水等硬水则很难除去玻璃上的油污。纯水电阻率大, 纯水在某一高温下, 表面张力能达到最大, 漂洗后的光学零件浸入其中, 表面不被润湿, 在倾斜慢提拉离开时, 由于极大的表面张力, 纯水迅速在表面收缩成球形离开光学零件, 脱水后的光学零件在过滤的热风下而达到干燥。所以, 水的纯度、温度、慢提拉速度、工件的倾斜度、热风的洁净度对干燥的影响非常大;

(9) 通常清洗液的p H一般在 (8.5~12) 之间, 在实际使用中发现当溶液浓度过大, 超过15%, 清洗效果不好, 不易漂洗, 而浓度约为4%~7%时, 则清洗效果较佳;

(10) 清洗后的干燥工艺应尽量保证玻璃垂直, 可在玻璃下垫陶瓷柱, 避免烘干后玻璃下沿有水印;

为了减少或避免脱水剂等有机溶剂对环境及操作人员身体的影响, 目前的超声波清洗技术已对干燥工艺进行了改良, 通过使用纯水漂洗, 而省略脱水, 漂洗后的光学零件表面为纯水状态, 再由异丙醇烘干, 既可快速、有效地干燥光学零件, 又可避免有机溶剂对环境及工作人员的影响。为了进一步减少烘干溶剂的影响, 目前滤光片镀膜前的超声波清洗技术已经改为甩干工艺。甩干机可以将清洗后的产品进行快速甩干, 采用PLC电路和变频器程序控制, 通过空气过滤装置将净化的空气送入设备内部以提高干燥的效率, 防止二次污染。与传统工艺相比, 可以节约无水乙醇和异丙醇等溶剂的使用, 节省成本, 保护环境。

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