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光学超声波清洗机

2021-08-26 16:03
在光学冷加工中,镜片的清洗主要是指镜片抛光后残余抛光液.黏结剂.保护性材料的清洗:镜片磨边后磨边油.玻璃粉的清洗;镜片镀膜前手指印、口水圈以及各种附着物的清洗。传统的清洗方法是利用擦拭材料(纱布、无尘纸)配合化学试剂(汽油、乙醇、丙酮、乙醚)采取浸泡、擦拭等手段进行手工清擦。这种方法费时费力,清洁度差,显然不适应现代规模化的光学冷加工行业。这迫使人们寻找一种机械化的清洗手段来代替。于是超声波清洗技术逐步进入光学冷加工行业并大显身手,进一步推动了光学冷加工业的发展。
 
超声波清洗技术的基本原理,大致可以认为是利用超声场产生的巨大作用力.在洗涤介质的配合下.促使物质发生一系列物理、化学变化以达到清洗目的的方法。
 
当高于音波〈28~-4OKHz)的高频振动传给清洗介质后,液体介质在高频振动下产生近乎真空的空腔泡,空腔泡在相互间的碰撞、合并.消亡的过程中.可使液体局部瞬间产生几千大气压的压强.如此大的压强使得周围的物质发生--系列物理、化学变化。这种作用称为“空化作用”:
 
1、空化作用可使物质分子的化学键断裂,引起各种物理变化(溶解、吸附、乳化、分散〉和化学变化(氧化、还原、分解、化合〉等;
2、当空腔泡的固有频率和超声频率相等时.可产生共振,共振的空腔泡内聚集了大量的热能,这种热能足以使周围物质化学键断裂而引起物理、化学变化
3. 当空腔泡形成时,两泡壁间因产生极大的电位差而引起放电.致使腔内气泡活化进而引起周围物质的活化,从而使物质发生物理.化学变化。
 
超声场为清洗提供了宣大的能量.但还需化学洗剂作为介质。一般将化学洗剂分为两类,一类是有机溶剂.主.要是根据相似相溶的化学原理,对有机物如:黏结剂〈沥青、松香等)、保护性材料(沥青、树脂等)、磨边润滑油进行溶解。在光学洗净中,最初用三氯乙烯、芳香经.氟里昂等作为清洗剂,这类物质虽然溶解性强.但有的易挥发,毒性大.有的对大气臭氧层有破坏作用.被逐步禁用。现国内多采用一些上述物质的改进产品或某些碳氢化合物做溶剂。目前使用较多的另-类清洗剂是以表面活性剂为主要成分的水基清洗剂。其清洗原理简单地说是由于表面活性剂的分子结构中同时含有亲油基和亲水基,具有极性和结构不对称的特点。正是这种特点使得它能极大降低水溶液的表面张力,使物体表面易于润湿,表面污物易于被溶解、分散在清洗液中而达到洗涤的目的.
 
超声波清洗就是在液体清洗介质中.利用超声场产生的巨大能量.通过物理、化学的综合作用而达到洗净目的的一种洗净手段。
 
那么,在光学冷加工中,超声波清洗是如何实现洗净目的的呢?一般来说.清洗工艺主要以干燥的方式命名,如iPA工艺,是指利用IPA(异丙醇)蒸汽进行脱水干燥的清洗工艺,纯水工艺是指利用热我小k早提拉或冷纯水甩干的方式进行干燥的清洗工艺。当然,还有其他的丽白方式。经过不断的变化、发展,光学冷加工中的清洗工艺主要以IPA 工艺和纯水工艺为主。
IPA工艺包括四个流程:洗涤.漂洗、脱水、干燥。
 
因为洗涤过程分溶剂清洗和水基清洗.所以有不同的工艺:有先进行溶剂清洗、溶剂蒸汽干燥再进行水基清洗.也有先进行溶剂清洗.再用乳化剂溶解溶剂,再进行水基清洗的。显然,后者在流程上更流畅.紧凑.对设备要求也简单。经过洗涤后的镜片表面不再会有结合牢固的污垢,仅可能有一些清洗剂和松散污垢的混合物。
 
我们知道,无机光学玻璃是一种过冷的熔融态物质,没有固定的分子结构,它的结构式可描述为二氧化硅和某些金属氧化物形成的网状结构。其骨架结构为键能很大的硅氧共价键,外围是键能小、易断裂的氧与金属离子形成的离子键。在洗涤时,由于超声场和化学洗剂的共同作用,某些硅氧键含量少或者外围键能特别小的材质易于在清洗过程中发生变化而导致洗涤效果不良。所以,选择性能温和的洗剂、合适的洗剂浓度、温度.超声功率、洗涤时间对保证镜片的清洗质量十分重要。
光学玻璃超声波清洗机
手动光学玻璃清洗机

以上是对光学冷加工中超声波清洗工艺的一-些简介,实现工艺的载体是设备.一台设计合理.性能稳定的超声波清洗机能充分发挥超声波清洗工艺的特长。例如在我公司设计的光学超声波清洗机能成功地进行抛光镜片.磨边镜片.镀膜镜片以及粘合镜片的清洗。

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