شستشوی التراسونیک فرایندی با استفاده از امواج التراسونیک است که محدوده 20 تا 400 کیلوهرتز این امواج را مورد استفاده قرار می دهد و شرایط شستشوی مناسبی را به همراه محلول های شستشو که گاهی اوقات تنها آب خواهد بود، ایجاد می کند. التراسونیک ها می توانند تنها آب را مورد استفاده قرار دهند، اما در مواردی استفاده از محلول های شستشو، اثرات شستشو و تمیز کردن را افزایش می دهد. به طور نرمال، شستشو بین سه تا شش دقیقه طول خواهد کشید، اما می تواند تا بیش از 20 دقیقه نیز ادامه پیدا کند و همگی این مدت های زمانی به نوع ساختارها، مواد و ابزارهایی دارد که شستشو داده می شوند.
شستشو دهنده های التراسونیک مصارف گوناگونی دارند، به طور مثال در جواهر سازی، بخش های اپتیکی و عدسی ها، ساعت سازی، ابزارهای پزشکی و دندان پزشکی، شستشوی سکه، قلم های خودنویس، چوب های گلف، قرقره های ماهیگیری، پرده پنجره ها، سلاح های گرم، انژکتورهای سوخت خودرو، ابزاهای موسیقیایی، تجهیزات صنعتی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند، بدین ترتیب شستشو دهنده های التراسونیک در بسیاری از کارگاه های طلا و جواهر سازی، کارخانجات ساعت سازی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند.
تاریخچه استفاده از شستشو دهنده های التراسونیکی به سال 1950 برمی گردد، زمانی که این دستگاه ها در صنایع مورد استفاده قرار گرفتند، اما 20 سال بعد با ارزان سازی این دستگاه ها، پای این دستگاه ها به خانه ها نیز باز شد.
ویژگی های حمام های التراسونیک
استفاده از حفرات کاویتاسیون که در نتیجه فرکانس های بالا ایجاد می شود، عملکرد شستشو دهنده های التراسونیکی را پدید می آورد. ابتدا امواج منتشر شده در مایع، منجر به تحریک و ارتعاش مایع می شود، و این ارتعاشات نیروی زیادی را در سطح آلودگی های ایجاد شده روی ظروف فلزی، پلاستیکی، شیشه ای، سرامیکی و رزینی ایجاد می کند. این حفره ها همچنین در شکاف ها، گوشه ها و زاویه ها و سوراخ های کور نیز نفوذ می کند. هدف از استفاده این امواج شستشوی کامل و حذف هر نوع آلودگی چسپیده شده به انواع ظروف است. آب یا محلول ها می توانند در این فرایند مورد استفاده قرار گیرند، که خود این نوع محلول ها نیز به نوع آلودگی و سطح آلوده شده مربوط است.
آلودگی ها می تواند شامل گرد و خاک، روغن و چربی، رنگ ها و جوهر، گریس، زنگ زدگی، جلبک ها، قارچ ها، باکتری ها، رسوبات اهکی، ترکیبات جلا دهنده، اثر انگشت، دوده و موم، رسوبات زیستی مانند خون، و مانند آن باشد.
شستشو دهنده های التراسونیک برای دامنه وسیعی از قطعات با شکل ها، اندازه ها و مواد مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و ممکن است نیاز به جدا سازی بخش های مختلف آن قطعه نباشد. اما نکته ای که وجود دارد آن است که اشیا نباید در کف ظرف شستشو دهنده قرار بگیرند. چرا که قرار گیری در کف ظرف از ایجاد حفرات کاویتاسیون در بخش های اتصالی به کف ظرف جلوگیری می شود.
اصول طراحی و عملکردی شستشو دهنده های التراسونیکی
در شستشو دهنده های التراسونیک، شیی مورد نظر در اتاقکی که میزان مناسبی از محلول را در خود دارد، جای می گیرد (در محلول های آبی و یا آلی، بسته به نوع کاربرد و ظرف و نوع آلودگی). در شستشو دهنده های آبی، معمولا سورفاکتانت ها (مانند دترجنت های لباسشویی) اضافه می شوند که اجازه انحلال ترکیبات غیر قطبی مانند چربی ها و گریس ها را می دهد.
فعالیت التراسونیک (کاویتاسیون) به همراه محلول های شستشو به فعالیت شستشوی آلودگی ها کمک می کند و در بسیاری از موارد وجود تنها آب نمی تواند چندان موثر باشد. محلول های شستشو شامل ترکیباتی هستند که کار شستشو را موثرتر می سازد. برای مثال، کاهش کشش سطحی سطح کاویتاسیون را ایجاد می کند، از این رو، محلول ها دارای ترکیبات بسیار مناسب مرطوب کننده هستند (سورفاکتانت ها). محلول های آبی شستشو دهنده شامل دترجنت ها، عوامل مرطوب کننده و دیگر ترکیبات هستند و دارای اثرات زیادی روی فرایند شستشو هستند. ترکیبات صحیح محلول ها به میزان زیادی به نوع فرایند شستشو ارتباط دارد. محلول های استفاده شده معمولا به صورت گرم و در دماهای 50 تا 65 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می گیرند، با این حال، در موارد پزشکی باید در دماهای پایین تر مانند 45 درجه سانتیگراد قرار گیرد تا از انعقاد پروتئین ها جلوگیری شود.
تعدادی از دستگاه ها (که به میزان زیادی بزرگ نیستند)، با ماشین های بخار که برای از بین بردن چربی ها مورد استفاده قرار می گیرند، که از مایعات هیدروکربنی استفاده می کنند، تلفیق می شوند: سه تانک به صورت مراحل آبشاری مورد استفاده قرار می گیرد. در بالای دستگاه، یک مارپیچ خنک کننده وجود دارد. مایع در مارپیچ متراکم خواهد شد و به مخزن بالاتر می ریزد. مخزن بالاتر، به تدریج سرریز خواهد شد و مایعات را و مایع شستشو دهنده به درون مخزنی وارد خواهد شد که همه اتفاقات شستشو رخ خواهد داد. قیمت این دسته از ماشین ها نسبت به ماشین های ساده، گرانتر است، اما چنین ماشین هایی اقتصادی تر هستند. در این حالت، همان مایع می تواند بارها مورد استفاده قرار گیرد و مواد دفعی کمتری نیز تولید شود.
موارد استفاده از شستشو دهنده های التراسونیک
مواد سخت غیر قابل جذب (فلزات، پلاستیک ها) توسط مایعات شستشو دهنده تمیز نخواهند شد. ایده آل ترین مواد در شستشوی التراسونیک، قطعات کوچک الکترونیکی، کابل ها، میله ها، سیم ها و دیگر موارد اینچنینی مانند مواد ساخته شده از شیشه، پلاستیک، آلومنیوم و سرامیک هستند.
اما باید بدانیم فرایند استرلیزه شدن در این ماشین ها رخ نمی دهد، و در نتیجه ویروس ها و اسپورهای قارچی بعد از شستشو باقی خواهند ماند. در موارد با کاربردهای پزشکی، فرایند استرلیزه شدن به صورت مرحله جداگانه ای باید انجام شود.
شستشو دهنده های صنعتی، در صنایع خودرو، ورزشی، چاپ، دریایی، پزشکی، دارویی، آبکاری، و اجزای هارد دیسک، مهندسی و سلاح مورد استفاده قرار می گیرد.
محدودیت های استفاده از شستشو دهنده های التراسونیک
شستشو دهنده های التراسونیک به میزان زیادی برای تمیز کردن بردهای الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، تعدادی از ترکیبات الکترونیک، به میزان قابل توجهی تجهیزات MEMS مانند جیروسکوپ، شتاب دهنده ها و میکروفون ها می توانند آسیب ببینند و یا به واسطه ارتعاشات با شدت بالا تخرب شوند. بازرهای پیزوالکتریکی می توانند در جهت معکوس کار کنند که ایجاد خطری را در مدارها ایجاد خواهد کرد.
