초음파 탈지 (Ultrasonic cleaning)

초음파 탈지 (Ultrasonic cleaning)

일반적으로 탈지액에 교반이나 진동을 주어 탈지하는 방법으로 인건비의 절감, 시간단축, 품질의 향상 및 균일화, 대량제품의 처리 등을 하기 위한 목적으로서 솔질만으로는 탈지하기 어려운 형상의 물건, 요철 부분이 많은 제품의 내부탈지, 미소한 부품, 정밀 측정 부품, 목걸이 등의 탈지에 주로 이용되고 있으며 반도체, 전자기기 및 각종 금속의 녹제거, 스머트제거, 기계가공을 한 후에 생기는 버 (burr : 주조나 기계가공한 후 모서리 등에 꺼끌꺼끌하게 붙은 유기 및 무기물질)의 제거에도 이용되고 있다. 

안경점에서 본 것 같지 않으신가?

원리

초음파란 보통 16 KHz 이상의 주파수로서 인간의 청각으로서 느낄 수 없는 높은 주파수의 음파를 말하며, 금속표면의 탈지에 이용되는 것은 16~20 KHz 이상의 주파수이어야 한다. 초음파에 의한 탈지작용은 전기 에너지를 진동자에 의하여 음향에너지로 변환시켜, 이때 발생한 음파는 액체 중에서 장벽 및 압축력(수천기압)을 받아 팽창 및 진동을 되풀이하면서 공동현상 (cavitation)과 계면교란현상을 일으켜 금속제품의 표면으로부터 기름 및 기타 오염물질을 제거하는 방법이다. 

즉, 초음파는 공기 중에서는 금방 없어지지만 액체 중에서는 큰 충격파로 되어 전파된다. 액체 중에서는 직진성이 있으며 물체의 표면에 닿으면 음파의 전달이 급히 정지되고 심한 반사현상이 일어나서 물체의 표면 부근의 액체가 격심하게 흔들려 진공현상이 일어

난다. 이러한 충격파와 교란현상에 의한 액체의 격심한 진동을 이용하여 탈지하는 방법이 초음파 탈지 (ultrasonic cleaning) 방법이다.

구성

초음파 탈지에 사용되는 액체는 트리클로로에틸렌, 알칼리수용액, 에멀션액, 계면활성제 수용액 등이다. 초음파 탈지장치는 고주파 전류를 공급하는 발진기, 고주파의 전기 에너지를 기계 에너지와 음향 에너지로 변환시키는 진동자, 물건과 용제를 넣는 탈지탱크, 액의 청정장치 등의 부속품들로 구성되어 있다. 초음파 탈지에 있어서 음파의 조사법은 그 용도에 따라서 여러 가지가 있다. 

단점

초음파에 의한 탈지효과는 용제의 종류, 탈지 온도, 탈지액의 양, 진동자의 면적, 진동자에 대한 동력의 압력 등에 의하여 크게 좌우된다. 이들 조건 중 어느 하나라도 부적당하면 탈지효과가 극도로 저하되는 것이 다른 탈지방법과 달리 초음파 탈지법의 결점 이다.

트리클로로에틸렌 용제는 60~80℃에서 진공효과가 활발하기 때문에 이 온도에서 사용하는 것이 좋다. 또 충분한 탈지력을 얻기 위해서는 물건과 진동자의 면적을 동일한 정도로 하는 것이 좋다. 탈지 탱크의 액량은 체적비로서 물건의 2배 정도가 적당하며 너무많아도 탈지작용이 나빠진다. 

진공현상은 주파수가 적을수록 적은 압력으로 탈지효과가 커지나 주파수가 저하하면 가향음으로 되어 소음이 심하여 사용할 수가 없다. 또 주파수가 100 KHz 이상으로 되면 필요한 압력이 급격히 증가하여 유지비가 높아진다.

출처

영문위키 

공공누리 http://www.kogl.or.kr/