Zur Ultraschall - Reinigung

Vorteile der Ultraschall - Reinigung

• Porentiefe Intensivreinigung von Oberflächen ohne Bürsten, Schaben, oder Strahlen, selbst bei komplizierten Geometrien der zu reinigenden Produkte.
• Halb - oder vollautomatische Reinigungen, welche in vielfältige
• Produktionsprozesse integriert werden können.
• Unkomplizierte und schnelle Handhabung.
• Wegfall mühsamer Handarbeit - Kosteneinsparung durch hohe Rationalität und verbesserte Qualität.
• Umweltschonende Reinigung durch geringen Verbrauch chemischer Zusätze.
• Schonendes und zerstörungsfreies Reinigen empfindlicher und sensibler Produkte.

Einige Anwendungsbereiche des Ultraschall - Verfahrens:

• Medizinische und zahnärztliche Laboratorien
• Medizinische Instrumente aller Art - Desinfektion und Reinigung
• Brillen - und Schmuckherstellung
• Atemschutzmasken
• Armaturen
• Luftfilter
• Leiterplatten
• Jalousien
• Getriebe
• Einspritzdüsen
• Tastaturen
• Spritzwerkzeuge in der Kunststoff - und Gummiindustrie
• Galvanik
• Kabelherstellung
• u.s.w.

Was ist Ultraschall ?
Mit dem Begriff Ultraschall wird der Schallwellenbereich oberhalb der menschlichen
Hörbarkeitsgrenze bezeichnet. Beginnend bei ca. 16 bis 20 kHz reicht das Frequenzband bis in den Ghz - Bereich.Ultraschall kann sich in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern ausbreiten. Letztere können in manigfacher Weise angeregt werden. Neben den in Gasen und Flüssigkeiten zu beobachtenden Longitudinalwellen, können Transversalwellen und die verschiedensten Arten von Oberflächenwellen (Biegewellen) auftreten. In der Ultraschalltechnik unterscheidet man grob nach Kleinsignalanwendungen (Diagnostik, Materialprüfung) und Leistungsschallanwendungen, welche z.B. für die Ultraschall-Reinigung relevant ist.
Kleinsignalanwendungen Leistung < 1 W/cm² Frequenz > 100 kHz
Leistungsschallanwendungen Leistung > 1 W/cm² Frequenz < 100 kHz

Wirkung des Ultraschalls in Flüssigkeiten
Flüssigkeiten werden durch innere Anziehungskräfte (Kohäsion) zusammengehalten. Ihre Größe bestimmt die Zugfestigkeit der Flüssigkeit. Wie bereits erwähnt, pflanzt sich der Ultraschall in Flüssigkeiten in Form einer Longitudinalwelle (Längswelle) fort. Infolge des Schallwechseldruckes kommt es dabei zu Verdichtungen und zu Verdünnungen, wobei die Zugkräfte in der Unterdruckphase (Verdünnung) die Kohäsionskräfte der Flüssigkeiten überwinden, so daß es zum Zerreißen und damit zur Entstehung von Vakuolen kommt. Diese als Kavitation bezeichnete Erscheinung ist weitgehenst Ursache der Oberflächenwirkung des Schalls. So wie diese Hohlräume entstehen, verschwinden sie wieder spontan in der Druckphase der Längswelle und erzeugen dabei gewaltige Drücke und Temperaturen. Selbst zäheste Verschmutzungen erliegen diesem Kavitationsangriff . Die Intensivreinigung mit Ultraschall ist heute das gründlichste und umweltfreundlichste Feinreinigungsverfahren.


Arten der Kavitation: Gaskavitation: In Flüssigkeiten befinden sich normalerweise (unechte Kavitation) größere Mengen Luft gelöst oder als nicht sichtbare Bläschen suspendiert.In der Unterdruckphase vergrößern sie sich,koagulieren dann unter dem Einfluß der Druckphase und steigen schließlich sichtbar an die Oberfläche der Flüssigkeit. Dampfkavitation: Nur bei völlig entgasten und gereinigten (echte Kavitation) Flüssigkeiten füllen sich die Hohlräume ausschließlich mit Dampf. In der Druckphase implodieren diese Bläschen und es entstehen dadurch lokale Druckspitzen (bis 1000 bar) und hohe Temperaturen (bis 5500°C). Die Implosionen bei der Dampfkavitation erzeugen Druckwellen, die in der mikroskopisch nächsten Nachbarschaft Beschleunigungskräfte auslösen, die die des primären Ultraschallfeldes um den Faktor 1000 übertreffen.
Neben Staub - und Schmutzpartikeln wirken auch andere "Fehlstellen" in der Flüssigkeit als Kavitationskeime; rauhe oder verschmutzte Oberflächen / Grenzflächen eingetauchter Teile. Von diesen Kontaktflächen werden durch die Implosionen die Schmutzteilchen regelrecht abgesprengt und suspendieren in die Flüssigkeit.