Het werkingsprincipe en de voordelen van ultrasone spuitapparatuur

Spuiten is altijd in ons leven geweest en wordt al lange tijd gebruikt voor verschillende doeleinden, waaronder het spuiten van decoratieve en beschermende coatings. Daarom is het een ander hulpmiddel dat beschikbaar is voor materiaalwetenschappers voor dunnefilmvoorbereiding. Bij het spuiten zijn de grootte van het mondstuk, de sproeivorm, de afstand tussen de spuitmond en de sproeisnelheid en de verwarming van het substraat tijdens het spuiten parameters die kunnen worden geregeld om de beste resultaten te bereiken.

Met behulp van ultrasone spuitmonden kan de sproeioplossing worden gehomogeniseerd, kan de druppelgrootte effectief worden geregeld (de frequentie van het mondstuk beïnvloedt de druppelgrootte) en kan de hoeveelheid micronevel worden afgegeven, waardoor uniformiteit van samenstelling en structuur en precisie van de resulterende films en patronen wordt gegarandeerd. Materiaalverspilling wordt tot een minimum beperkt en er is minder risico voor de operator van de apparatuur.

01 Hoe het werkt

Het werkingsprincipe van ultrasone nozzles is om ultrasone transducers te gebruiken om hoogfrequente geluidsgolven om te zetten in mechanische energie, die vervolgens wordt omgezet in vloeistof, waardoor staande golven worden gegenereerd. Als de vloeistof het verstuivingsoppervlak van het mondstuk verlaat, breekt het op in een fijne nevel van uniforme druppels ter grootte van een micron. In tegenstelling tot traditionele nozzles die afhankelijk zijn van druk en snelle beweging om vloeistoffen in kleine deeltjes op te breken. Het ultrasone mondstuk maakt gebruik van vloeibare ultrasone verstuiving en de ultrasone trillingsenergie is laag. Vloeistof kan aan de sproeikop worden geleverd door zwaartekracht of lagedruk vloeistofpompen voor continue of intermitterende verstuiving.

02 Nadelen van traditioneel spuiten

Druksproeiers werden oorspronkelijk gebruikt voor het spuiten. Druksproeiers hebben een slechte duurzaamheid bij het spuiten, zijn gevoelig voor verstopping, vereisen iets complexere systemen (voor het genereren van druk), veel materiaalafval en milieuvervuiling, die vooral gevaarlijk zijn voor degenen die spuiten.

Luchtverneveling sproeien heeft een lage conversiesnelheid en veel afval; de spuittijd is wat lang door lage druk; wanneer de luchtcirculatie niet glad is, overspray of verfnevel vatbaar is voor optreden; omdat het uiteindelijke uiterlijk zeer glad is, zijn de stof- en luchtvereisten op het oppervlak zeer hoog Streng; de viscositeit van de verf moet worden verminderd door oplosmiddel of warmte toe te voegen om een goed uiterlijk te bereiken.

03De voordelen van ultrasoon spuiten

In tegenstelling tot druksproeiers gebruiken ultrasone nozzles geen hoge druk om vloeistof door kleine gaatjes te persen om een spray te creëren. De vloeistof wordt door het midden van het mondstuk gevoerd met een grotere opening zonder druk en verneveld als gevolg van ultrasone trillingen in het mondstuk. De sproeiers van de vloeistoftoevoerkanalen en openingen zijn relatief groot, waardoor een verstoppingsvrije spray mogelijk is.

Spuitstal

Het ultrasone spuitsysteem kan werken met geautomatiseerde geïntegreerde apparatuur en de spuitkwaliteit is stabiel en de deeltjesgrootte ligt tussen 25μm en 50μm.

Hogere uniformiteit

In vergelijking met de traditionele spuittechnologie zijn de spuituniformiteit en controleerbaarheid van het ultrasone spuitsysteem sterk verbeterd. De veel voorkomende defecten op het oppervlak van coatings voor medische hulpmiddelen worden geëlimineerd en technische ondersteuning wordt geboden voor de voorbereiding van uitstekende prestaties van de oppervlaktecoatings van interventionele medische hulpmiddelen.

Kan worden uitgerust met een verwarmd platform

Ultrasone sproeiers kunnen worden uitgerust met een verwarmingsplatform voor het substraat, zoals een verwarmingsplaat. Meerdere onafhankelijk gecontroleerde spuiten (coatingoplossingscontainers) kunnen worden gebruikt om verschillende materialen te verwerken, wat essentieel is voor meerlaagse fabricage of het vormen van verschillende films op verschillende delen van het substraat - indien nodig kan een van de spuiten een schone vloeistof bevatten, zoals gedestilleerd water, om verontreiniging te voorkomen. Ultrasone sproeiers kunnen worden gebruikt in combinatie met dip coaters, in welk geval de dip coating module stationair blijft terwijl deze kan worden verplaatst.

Nauwkeurige controle van de druppelverdeling

Elk ultrasoon mondstuk werkt op een specifieke resonantiefrequentie, die de mediane grootte van de druppels bepaalt. De druppelgrootte is vrijwel onveranderd en kan wiskundig binnen de strikt voorspelde druppelverdeling vallen. De grootte van de vernevelde deeltjes is in principe een functie van de werkfrequentie, hoe hoger de frequentie, hoe kleiner de verstoven deeltjes.

Anti-vervuiling

De nozzles zijn gemaakt van extreem sterke titaniumlegeringen en andere gepatenteerde metalen, waardoor ze bijzonder chemisch bestendig zijn en uitstekende akoestische eigenschappen hebben. Het elektroactieve element bevindt zich in een afgedichte behuizing die de nozzle-assemblage beschermt tegen externe verontreiniging. De toevoerbuis loopt over de gehele lengte van het mondstuk. Het ontwerp van het mondstuk zorgt ervoor dat de vloeistof alleen in contact komt met het titanium in het mondstuk.

04

Prestatiefactoren voor nozzles

vloeibare eigenschappen

Bijna alle druppelgroottegegevens die door fabrikanten van spuitmonden worden verstrekt, zijn gebaseerd op waternevel bij 70 ° F (21 ° C) onder laboratoriumomstandigheden. Het effect van vloeibare eigenschappen moet worden begrepen en overwogen bij het selecteren van nozzles voor processen die gevoelig zijn voor druppelgrootte.

Temperatuur

Vloeistoftemperatuurveranderingen hebben geen directe invloed op de prestaties van het mondstuk, maar kunnen de viscositeit, oppervlaktespanning en soortelijk gewicht beïnvloeden, wat op zijn beurt de prestaties van het mondstuk beïnvloedt.

Proportie

Soortelijk gewicht is de verhouding tussen de massa van een bepaald volume vloeistof en de massa van hetzelfde volume water. Bij sproeien is de belangrijkste invloed van het soortelijk gewicht van de vloeistof anders dan water de capaciteit van het mondstuk. Alle door de leverancier geleverde nozzle-prestatiegegevens zijn gebaseerd op waternevel.

Viscositeit

Dynamische viscositeit wordt gedefinieerd als de eigenschap van een vloeistof om veranderingen in de vorm of rangschikking van zijn elementen tijdens de stroming te weerstaan. Vloeibare viscositeit heeft voornamelijk invloed op de vorming van het spuitpatroon en de druppelgrootte. In vergelijking met zuiver water vereisen vloeistoffen met hogere viscositeiten een hogere minimale druk om een sproeipatroon te vormen en een smallere spuithoek te produceren.

Oppervlaktespanning

De oppervlaktespanning van een vloeistof heeft de neiging om de kleinst mogelijke dimensie aan te nemen en fungeert als een membraan onder spanning. Elk deel van het oppervlak van een vloeistof oefent spanning uit op aangrenzende delen of andere objecten die ermee in contact komen. De kracht bevindt zich in het vlak van het oppervlak en de kracht per eenheid lengte is de oppervlaktespanning. Het belangrijkste effect van oppervlaktespanning is op factoren zoals minimale werkdruk, sproeirichtingshoek en druppelgrootte.

Slijtage van de spuitmond

Nozzle slijtage wordt aangegeven door een toename van de nozzle capaciteit en een verandering in het sproeipatroon, waarbij de verdeling (uniformiteit van het spuitpatroon) verslechtert en de druppelgrootte toeneemt. Het selecteren van slijtvaste constructiematerialen kan de levensduur van de spuitmond verlengen. Omdat veel individuele vloeistofsproeiers worden gebruikt om de stroom te meten, kunnen versleten spuitmonden leiden tot overmatig vloeistofgebruik.