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Übersicht

Ultraschallreinigung in der Industrie

Ultraschall-Reinigungssystem Prinzipbild

Prinzip der Megasonic-Reinigung (Bild: Sonosys Ultraschallsysteme GmbH)

Kleinste Strukturen nicht zu zerstören ist eine Herausforderung für Reinigungssysteme, die auf Mikroebene arbeiten.

Ultraschall-Systeme, die mit Arbeitsfrequenzen zwischen 700 kHz und 3 MHz arbeiten, bieten hierfür die besten Voraussetzungen. Mit ihnen lassen sich Schmutzpartikel im Nanometerbereich zuverlässig entfernen, ohne dass die empfindlichen Oberflächen durch zu hohen Druck oder hohe Temperaturen beschädigt werden.

Aus diesem Grund eignet sich das Verfahren der Ultraschallreinigung ideal für die Mikrosystemtechnik und die Halbleiterfertigung.

Leistungsultraschall für die Reinigung

Die prinzipielle Funktionsweise der Ultraschallreinigung ist einfach zu verstehen: Das Ultraschallsystem besteht grundsätzlich aus drei Komponenten: dem elektronischen Ultraschall-Generator, dem Ultraschall-Schwinger (Transducer), also einem Piezoelement, und einer der Reinigungsaufgabe angepassten Flüssigkeit.

Funktionsweise

Der Ultraschallgenerator wandelt die vom Netz gelieferte Wechselspannung von 50 Hz bzw. 60 Hz in eine Frequenz, die der Betriebsfrequenz des Transducers entspricht. Die so gewonnene elektrische Energie setzt der Transducer in mechanische Schallschwingungen um, bringt also die ihn umgebende Flüssigkeit zum Schwingen.

PI Ultrasonic Transducer
Piezokeramischer Ultraschallwandler zur Reinigung optischer Linsen

Jede Schwingung bewirkt in der Flüssigkeit abwechselnd eine Überdruck- und eine Unterdruckphase, je nachdem ob sich der Transducer ausdehnt oder zusammenzieht. Während der Unterdruckphase entstehen in der Flüssigkeit infolge ihrer begrenzten Zugfestigkeit kleine Hohlräume, die in der Überdruckphase wieder zusammenfallen.

Dieses Implodieren der so genannten Kavitationsblasen löst an den Flächen zwischen Flüssigkeit und Reinigungsgut die Schmutzpartikel.

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Ultraschall-Piezoelemente kennen unzählige Anwendungen – vom Sonar bis zum Schweißgerät
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