Le principe de fonctionnement et les avantages de l’équipement de pulvérisation à ultrasons

La pulvérisation a toujours été dans nos vies et a été utilisée pendant longtemps à diverses fins, y compris la pulvérisation de revêtements décoratifs et protecteurs. Par conséquent, c’est un autre outil à la disposition des scientifiques des matériaux pour la préparation de couches minces. Lors de la pulvérisation, la taille de la buse, la forme de la pulvérisation, la distance entre la buse et le substrat, la vitesse de pulvérisation et le chauffage du substrat pendant la pulvérisation sont des paramètres qui peuvent être contrôlés pour obtenir les meilleurs résultats.

À l’aide de buses à ultrasons, la solution de pulvérisation peut être homogénéisée, la taille des gouttelettes peut être contrôlée efficacement (la fréquence de la buse affecte la taille des gouttelettes) et la quantité de micro-brouillard peut être distribuée, assurant l’uniformité de la composition et de la structure et la précision des films et des motifs résultants. Les déchets matériels sont réduits au minimum et il y a moins de risques pour l’opérateur de l’équipement.

01 Comment ça marche

Le principe de fonctionnement des buses à ultrasons est d’utiliser des transducteurs à ultrasons pour convertir les ondes sonores à haute fréquence en énergie mécanique, qui est ensuite convertie en liquide, générant ainsi des ondes stationnaires. Lorsque le liquide quitte la surface d’atomisation de la buse, il se décompose en une fine brume de gouttelettes uniformes de la taille d’un micron. Contrairement aux buses traditionnelles qui reposent sur la pression et le mouvement à grande vitesse pour briser les liquides en petites particules. La buse à ultrasons utilise l’atomisation ultrasonique liquide et l’énergie de vibration ultrasonique est faible. Le liquide peut être livré à la tête de pulvérisation par des pompes à liquide par gravité ou à basse pression pour une atomisation continue ou intermittente.

02 Inconvénients de la pulvérisation traditionnelle

Les buses de pression étaient à l’origine utilisées pour la pulvérisation. Les buses de pression ont une faible durabilité lors de la pulvérisation, sont sujettes au colmatage, nécessitent des systèmes légèrement plus complexes (pour générer de la pression), beaucoup de déchets de matériaux et de pollution de l’environnement, qui sont particulièrement dangereux pour ceux qui pulvérisent.

La pulvérisation par atomisation de l’air a un faible taux de conversion et des déchets élevés; le temps de pulvérisation est un peu long en raison de la basse pression; lorsque la circulation de l’air n’est pas lisse, une surpulvérisation ou un brouillard de peinture est susceptible de se produire; parce que l’aspect final est très lisse, les besoins en poussière et en air à la surface sont très élevés Strict; la viscosité de la peinture doit être réduite en ajoutant du solvant ou de la chaleur pour obtenir une bonne apparence.

03Les avantages de la pulvérisation par ultrasons

Contrairement aux buses à pression, les buses à ultrasons n’utilisent pas une pression élevée pour forcer le liquide à travers de petits trous afin de créer un spray. Le liquide est alimenté par le centre de la buse avec un orifice plus grand sans pression et atomisé en raison des vibrations ultrasonores dans la buse. Les buses des canaux d’alimentation en liquide et des orifices sont relativement grandes, ce qui permet une pulvérisation sans colmatage.

Stable à la pulvérisation

Le système de pulvérisation par ultrasons peut fonctionner avec un équipement intégré automatisé, et la qualité de pulvérisation est stable et la taille des particules est comprise entre 25μm et 50μm.

Uniformité plus élevée

Par rapport à la technologie de pulvérisation traditionnelle, l’uniformité de pulvérisation et la contrôlabilité du système de pulvérisation par ultrasons sont considérablement améliorées. Les défauts courants à la surface des revêtements de dispositifs médicaux sont éliminés et un support technique est fourni pour la préparation d’excellentes performances des revêtements de surface des dispositifs médicaux interventionnels.

Peut être équipé d’une plate-forme chauffée

Les pulvérisateurs à ultrasons peuvent être équipés d’une plate-forme chauffante pour le substrat, telle qu’une plaque chauffante. Plusieurs seringues contrôlées indépendamment (récipients de solution de revêtement) peuvent être utilisées pour traiter différents matériaux, ce qui est essentiel pour la fabrication multicouche ou la formation de différents films sur différentes parties du substrat - si nécessaire, l’une des seringues peut contenir un liquide propre, tel que de l’eau distillée, pour éviter la contamination. Les pulvérisateurs à ultrasons peuvent être utilisés en combinaison avec des enduits par immersion, auquel cas le module de revêtement par immersion reste stationnaire pendant qu’il peut être déplacé.

Contrôle précis de la distribution des gouttelettes

Chaque buse à ultrasons fonctionne à une fréquence de résonance spécifique, qui détermine la taille médiane des gouttelettes. La taille des gouttelettes est presque inchangée et peut se situer mathématiquement dans la distribution stricte prédite des gouttelettes. La taille des particules atomisées est essentiellement fonction de la fréquence de fonctionnement, plus la fréquence est élevée, plus les particules atomisées sont petites.

Anti-pollution

Les buses sont fabriquées à partir d’alliages de titane à très haute résistance et d’autres métaux exclusifs, ce qui les rend particulièrement résistantes aux produits chimiques et possède d’excellentes propriétés acoustiques. L’élément électroactif est contenu dans un boîtier scellé qui protège l’ensemble de la buse de la contamination externe. Le tube d’alimentation s’étend sur toute la longueur de la buse. La conception de la buse garantit que le liquide n’entre en contact qu’avec le titane à l’intérieur de la buse.

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Facteurs de performance de la buse

propriétés liquides

Presque toutes les données sur la taille des gouttes fournies par les fabricants de buses sont basées sur la pulvérisation d’eau à 70 ° F (21 ° C) dans des conditions de laboratoire. L’effet des propriétés liquides doit être compris et pris en compte lors de la sélection des buses pour les processus sensibles à la taille des gouttelettes.

Température

Les changements de température du liquide n’affectent pas directement les performances de la buse, mais peuvent affecter la viscosité, la tension superficielle et la gravité spécifique, qui à leur tour affectent les performances de la buse.

Proportion

La densité est le rapport entre la masse d’un volume donné de liquide et la masse du même volume d’eau. Lors de la pulvérisation, la principale influence de la gravité spécifique du liquide autre que l’eau est la capacité de la buse. Toutes les données de performance des buses fournies par le fournisseur sont basées sur la pulvérisation d’eau.

Viscosité

La viscosité dynamique est définie comme la propriété d’un liquide de résister aux changements de forme ou de disposition de ses éléments pendant l’écoulement. La viscosité du liquide affecte principalement la formation du motif de pulvérisation et la taille des gouttelettes. Par rapport à l’eau pure, les liquides avec des viscosités plus élevées nécessitent une pression minimale plus élevée pour commencer à former un motif de pulvérisation et produire un angle de pulvérisation plus étroit.

Tension superficielle

La tension superficielle d’un liquide a tendance à prendre la plus petite dimension possible, agissant comme une membrane sous tension. Toute partie de la surface d’un liquide exerce une tension sur les parties adjacentes ou d’autres objets en contact avec celui-ci. La force est dans le plan de la surface et la force par unité de longueur est la tension superficielle. L’effet principal de la tension superficielle est sur des facteurs tels que la pression de service minimale, l’angle de direction de pulvérisation et la taille des gouttelettes.

Usure de la buse

L’usure de la buse est indiquée par une augmentation de la capacité de la buse et un changement dans le modèle de pulvérisation, où la distribution (uniformité du modèle de pulvérisation) s’aggrave et augmente la taille des gouttelettes. La sélection de matériaux de construction résistants à l’usure peut prolonger la durée de vie de la buse. Étant donné que de nombreuses buses de fluide individuelles sont utilisées pour mesurer le débit, les buses usées peuvent entraîner une utilisation excessive de fluide.