El principio de funcionamiento y las ventajas de los equipos de pulverización ultrasónica

La pulverización siempre ha estado en nuestras vidas y se ha utilizado durante mucho tiempo para una variedad de propósitos, incluida la pulverización de revestimientos decorativos y protectores. Por lo tanto, es otra herramienta disponible para los científicos de materiales para la preparación de películas delgadas. En la pulverización, el tamaño de la boquilla, la forma de la pulverización, la distancia de la boquilla al sustrato, la velocidad de pulverización y el calentamiento del sustrato durante la pulverización son parámetros que se pueden controlar para lograr los mejores resultados.

Utilizando boquillas ultrasónicas, la solución de pulverización se puede homogeneizar, el tamaño de las gotas se puede controlar de manera efectiva (la frecuencia de la boquilla afecta el tamaño de las gotas) y se puede dispensar la cantidad de micro-niebla, asegurando la uniformidad de la composición y la estructura y la precisión de las películas y patrones resultantes. Los residuos de material se mantienen al mínimo y hay menos riesgo para el operador del equipo.

01 Cómo funciona

El principio de funcionamiento de las boquillas ultrasónicas es utilizar transductores ultrasónicos para convertir las ondas sonoras de alta frecuencia en energía mecánica, que luego se convierte en líquido, generando así ondas estacionarias. A medida que el líquido sale de la superficie de atomización de la boquilla, se rompe en una fina niebla de gotas uniformes del tamaño de micras. A diferencia de las boquillas tradicionales que dependen de la presión y el movimiento de alta velocidad para romper los líquidos en partículas pequeñas. La boquilla ultrasónica utiliza atomización ultrasónica líquida, y la energía de vibración ultrasónica es baja. El líquido se puede suministrar al cabezal de pulverización mediante bombas de líquido por gravedad o de baja presión para una atomización continua o intermitente.

02 Desventajas de la pulverización tradicional

Las boquillas de presión se utilizaron originalmente para la pulverización. Las boquillas de presión tienen poca durabilidad al rociar, son propensas a la obstrucción, requieren sistemas un poco más complejos (para generar presión), una gran cantidad de residuos de material y contaminación ambiental, que son especialmente peligrosos para quienes rocían.

La pulverización por atomización de aire tiene una baja tasa de conversión y un alto desperdicio; el tiempo de pulverización es un poco largo debido a la baja presión; cuando la circulación de aire no es suave, es propenso a producirse rociado excesivo o niebla de pintura; debido a que la apariencia final es muy suave, los requisitos de polvo y aire en la superficie son muy altos Estricto; La viscosidad de la pintura debe reducirse mediante la adición de disolvente o calor para lograr una buena apariencia.

03Las ventajas de la pulverización ultrasónica

A diferencia de las boquillas de presión, las boquillas ultrasónicas no utilizan alta presión para forzar el líquido a través de pequeños orificios para crear un aerosol. El líquido se alimenta a través del centro de la boquilla con un orificio más grande sin presión y se atomiza debido a las vibraciones ultrasónicas en la boquilla. Las boquillas de los canales de suministro de líquidos y orificios son relativamente grandes, lo que permite una pulverización sin obstrucciones.

Spray estable

El sistema de pulverización ultrasónica puede funcionar con equipos integrados automatizados, y la calidad de pulverización es estable, y el tamaño de partícula está entre 25 μm y 50 μm.

Mayor uniformidad

En comparación con la tecnología de pulverización tradicional, la uniformidad de pulverización y la capacidad de control del sistema de pulverización ultrasónica se mejoran considerablemente. Se eliminan los defectos comunes en la superficie de los recubrimientos de dispositivos médicos y se proporciona soporte técnico para la preparación de un excelente rendimiento de los recubrimientos de superficie de dispositivos médicos intervencionistas.

Se puede equipar con plataforma calefactada

Los pulverizadores ultrasónicos pueden equiparse con una plataforma de calentamiento para el sustrato, como una placa de calentamiento. Se pueden usar múltiples jeringas controladas de forma independiente (contenedores de solución de recubrimiento) para procesar diferentes materiales, lo cual es esencial para la fabricación de múltiples capas o para formar diferentes películas en diferentes partes del sustrato; si es necesario, una de las jeringas puede contener un líquido limpio, como agua destilada, para evitar la contaminación. Los pulverizadores ultrasónicos se pueden usar en combinación con recubrimientos de inmersión, en cuyo caso el módulo de recubrimiento por inmersión permanece estacionario mientras se puede mover.

Control preciso de la distribución de gotas

Cada boquilla ultrasónica funciona a una frecuencia de resonancia específica, que determina el tamaño medio de las gotas. El tamaño de la gota casi no ha cambiado y puede caer dentro de la estricta distribución de gotas predicha matemáticamente. El tamaño de las partículas atomizadas es básicamente una función de la frecuencia de funcionamiento, cuanto mayor es la frecuencia, más pequeñas son las partículas atomizadas.

Anticontaminación

Las boquillas están hechas de aleaciones de titanio de muy alta resistencia y otros metales patentados, lo que las hace particularmente resistentes a los productos químicos y tienen excelentes propiedades acústicas. El elemento electroactivo está contenido dentro de una carcasa sellada que protege el conjunto de la boquilla de la contaminación externa. El tubo de alimentación recorre toda la longitud de la boquilla. El diseño de la boquilla garantiza que el líquido solo entre en contacto con el titanio dentro de la boquilla.

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Factores de rendimiento de la boquilla

propiedades líquidas

Casi todos los datos de tamaño de gota proporcionados por los fabricantes de boquillas se basan en la pulverización de agua a 70 ° F (21 ° C) en condiciones de laboratorio. El efecto de las propiedades líquidas debe entenderse y considerarse al seleccionar boquillas para procesos que son sensibles al tamaño de las gotas.

Temperatura

Los cambios de temperatura del líquido no afectan directamente el rendimiento de la boquilla, pero pueden afectar la viscosidad, la tensión superficial y la gravedad específica, que a su vez afectan el rendimiento de la boquilla.

Proporción

La gravedad específica es la relación entre la masa de un volumen dado de líquido y la masa del mismo volumen de agua. En la pulverización, la principal influencia de la gravedad específica del líquido que no sea agua es la capacidad de la boquilla. Todos los datos de rendimiento de la boquilla suministrados por el proveedor se basan en la pulverización de agua.

Viscosidad

La viscosidad dinámica se define como la propiedad de un líquido para resistir los cambios en la forma o disposición de sus elementos durante el flujo. La viscosidad del líquido afecta principalmente la formación del patrón de pulverización y el tamaño de las gotas. En comparación con el agua pura, los líquidos con viscosidades más altas requieren una presión mínima más alta para comenzar a formar un patrón de pulverización y producir un ángulo de pulverización más estrecho.

Tensión superficial

La tensión superficial de un líquido tiende a asumir la menor dimensión posible, actuando como una membrana bajo tensión. Cualquier parte de la superficie de un líquido ejerce tensión sobre las partes adyacentes u otros objetos en contacto con él. La fuerza está en el plano de la superficie y la fuerza por unidad de longitud es la tensión superficial. El efecto principal de la tensión superficial es en factores como la presión mínima de trabajo, el ángulo de dirección de pulverización y el tamaño de las gotas.

Desgaste de la boquilla

El desgaste de la boquilla se indica por un aumento en la capacidad de la boquilla y un cambio en el patrón de pulverización, donde la distribución (uniformidad del patrón de pulverización) empeora y aumenta el tamaño de las gotas. La selección de materiales de construcción resistentes al desgaste puede extender la vida útil de la boquilla. Debido a que se utilizan muchas boquillas de fluido individuales para medir el flujo, las boquillas desgastadas pueden resultar en un uso excesivo de líquidos.