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日本SND超聲波清洗機雖然是特定品牌，但其核心工作原理與主流的超聲波清洗技術是相通的，主要依賴于超聲波空化效應，并結合了清洗液的化學作用和機械流體動力來達到高效清潔的目的。由于目前關于SND品牌的詳細公開技術資料不多，我會基于通用的高質量超聲波清洗機原理為你解釋，并提供一些選購和使用建議。
超聲波清洗能力的關鍵，在于空化效應（Cavitation）。它指的是超聲波在液體中傳播時，產生無數微小的真空氣泡（空化泡），這些氣泡在瞬間破裂（內爆）時，能產生非常強大的局部高壓和高溫沖擊波，從而剝離工件表面的污物。
空化效應的過程主要包括：
氣泡形成：超聲波發生器產生超過20kHz的高頻電信號，通過換能器轉換成高頻機械振動并傳遞到清洗液中。在聲波的負壓（膨脹）階段，液體中會形成無數微小的真空氣泡核（空化核）。
氣泡生長與破裂：這些空化泡在聲波的正壓（壓縮）階段瞬間崩潰、破裂。就在這閉合的瞬間，會產生極其短暫的局部高溫（理論上可達數千攝氏度）和高壓（上百個大氣壓，或超過10,000psi），形成強烈的微射流沖擊波。
污垢剝離：這些強大的微射流沖擊波均勻地作用到浸沒在清洗液中的工件表面，沖擊、剝落工件上的各類污垢，并能鉆入手工刷洗難以觸及的微孔、盲孔、縫隙等復雜結構內部進行清潔。
空化效應是整個清洗過程的物理核心，其強度直接影響清洗效果。
除了空化效應，還有兩個機制輔助清洗：
直進流作用（Direct Current Flow）：超聲波在液體中傳播時，會沿聲波方向產生一種穩定的單向流體，稱為直進流。它的流速大約可達10cm/s。直進流能沖刷工件表面，將被空化效應剝離下來的污垢帶走，并促進清洗液的新舊混合，提高清洗效率。
加速度作用（Acceleration）：高頻超聲波（通常指更高頻率的超聲波）作用下，空化效應可能減弱，但液體粒子會在超聲波作用下獲得很大的加速度。這些高速運動的粒子會撞擊工件表面的污物，從而進行清洗。這對于非常精密、表面光潔度要求高的工件避免潛在損傷是有益的。
一臺典型的超聲波清洗機通常由三個基本部分組成：
超聲波發生器（Ultrasonic Generator）：俗稱“電源"，是設備的大腦。它產生特定頻率和功率的高頻電信號，并控制清洗時間、溫度等參數。一些高型號可能支持雙頻或多頻可調，以適應不同清洗需求。
換能器（Transducer）：是設備的“心臟"，負責將發生器送來的高頻電能轉換成高頻機械振動（超聲波）。常見的換能器有壓電陶瓷式（如鋯鈦酸鉛陶瓷）和磁致伸縮式（如鎳或鎳合金制成的）。目前大多數設備采用壓電陶瓷換能器。
清洗槽（Cleaning Tank）：通常由優質不銹鋼（如SUS304或SUS316）制成，用于盛放清洗液和待清洗工件。換能器通常緊密安裝在槽底或側壁，其振動直接傳遞給槽壁，進而輻射到整個清洗液中。
| 參數 | 影響與選擇 | 常見應用參考 |
|---|---|---|
| 頻率（Frequency） | 低頻（20kHz-30kHz）：空化泡大，能量強，去污力猛，適于粗大、堅硬污垢，但可能損傷精密表面。 高頻（40kHz及以上）：空化泡小且密集，能量柔和，適于精密、復雜零件和微小顆粒的清洗。 | 五金零件、重油污：25kHz-28kHz 一般工業、實驗室：40kHz 精密光學、半導體、微顆粒：80kHz-120kHz或更高 |
| 功率密度（Power Density） | 單位面積上的超聲功率（W/cm2或W/L）。功率密度高，空化強度大。但并非越高越好，過高會產生過多無用氣泡形成“聲障"，降低效果，甚至損壞工件和設備。需足夠引發空化并維持即可。 | 通常需超過空化臨界點，一般在0.3-0.5 W/cm2以上，具體需根據清洗液和工件確定。 |
| 清洗液（Cleaning Fluid） | 不僅要有良好的潤濕性、溶解性（針對特定污垢），其表面張力、粘度、蒸汽壓等也直接影響空化效應的難易和效果。純水不易空化，通常需加入洗滌劑、表面活性劑等降低表面張力。 | 水基清洗液：應用廣，成本低 有機溶劑：針對特定油污、油脂 選擇時需考慮與工件材料的相容性。 |
| 溫度（Temperature） | 適當加溫（通常50-65℃）可降低清洗液粘度和表面張力，促進空化，加速化學反應，提高清洗效率。但過高溫度可能使清洗液汽化，或超過工件耐受范圍。 | 對大多數清洗液和污垢，存在一個最佳溫度范圍，需參考清洗液說明和實踐確定 。 |
規范操作能提升清洗效果并延長設備壽命：
嚴禁空槽開機：清洗槽內必須加入足夠液體（液位通常有標示）后才能啟動超聲波。無液或液量不足開機，會使換能器過熱損壞。
選擇合適清洗液：選擇合適的清洗液并定期更換。污染的清洗液不僅清洗效果下降，還可能造成二次污染。
正確放置工件：
工件應使用托盤或吊籃盛放，避免直接接觸槽底，以免劃傷槽體并影響振動傳遞。
工件和清洗籃的總橫截面積不宜超過槽口面積的70%。
對于小工件，注意它們之間不要緊密疊壓，以免遮蔽清洗表面。
及時清潔保養：每次使用后，清潔清洗槽，避免殘留污物腐蝕槽體或影響下次清洗。
注意安全：設備電源應有良好的接地裝置。若清洗液為易燃品，需特別注意防火防爆。
超聲波清洗機因其獨特優勢被廣泛應用于許多行業：
工業領域：清潔五金零件、發動機零部件、油泵油嘴、化油器、液壓件、模具等上的油污、碎屑、拋光膏。
電子/半導體領域：清洗半導體硅片、電路板（PCB）、電子元器件等上的助焊劑、微粒、油脂。
光學/光電領域：清潔光學鏡片、液晶玻璃基板等上的微粒、灰塵。
珠寶鐘表/醫療領域：清洗珠寶首飾、鐘表零件、手術器械、玻璃器皿等。
實驗室研發：用于各種需要高效、一致清洗的實驗樣品前處理。
其主要優勢在于：
清洗：能深入復雜工件的盲孔、縫隙、凹槽等手工難以觸及的部位。
一致性好：清洗效果均勻，適用于批量處理，減少人為因素影響。
減少損傷：相比硬刷刮擦，對工件表面損傷更小（仍需注意頻率和功率選擇）。
高效節能：通常能在較短時間內完成清洗，節省人力和時間。
清洗液的選擇對最終效果至關重要，主要有兩類：
水基清洗液：以水為基質，加入表面活性劑、助洗劑等。環保、成本低、安全性好，應用范圍廣。對多數極性污垢和水溶性污垢效果好，但對某些重油污、非極性污垢可能需加熱或機械力輔助。
有機溶劑清洗液：如碳氫溶劑、醇類、氟系溶劑等。對礦物油、油脂、蠟等非極性污垢溶解能力強，揮發快。但不少溶劑易燃、有毒或有環保限制，需謹慎選擇和使用，注意通風防火防爆。
選擇時務必考慮：
需清除的污垢類型（油、蠟、指紋、粉塵、拋光膏等）。
工件材料（是否會與清洗液發生反應、被溶解或腐蝕）。
清洗液的性能（清洗力、表面張力、粘度、沸點等）。
安全與環保要求（閃點、毒性、廢棄物處理等）。
設備兼容性（是否對設備密封件、泵等有損害）。
建議：嚴格遵循設備制造商和清洗液供應商提供的指導和建議。
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