隨著(zhù)社會(huì )科學(xué)的進(jìn)步,新材料和新技術(shù)的出現,各式產(chǎn)品走向復雜化與精細化。其模具成本高昂且經(jīng)常含有細小零部件,例如:航天、光學(xué)電子、儀器儀表。使用傳統的物理清洗和化學(xué)清洗方式已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足現代化生產(chǎn)的需求,不僅會(huì )損耗模具、成本增加,同時(shí)也會(huì )造成產(chǎn)品的質(zhì)量良莠不齊,不能提供穩定的產(chǎn)品質(zhì)量。而且拆卸清洗的過(guò)程較長(cháng),同時(shí)還有進(jìn)行模具復位、環(huán)保等等一系列的后續問(wèn)題。自動(dòng)化制造業(yè)追求產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率,因此模具清潔就成為各相關(guān)企業(yè)所關(guān)心之重。近幾年新生的模具清洗專(zhuān)用干冰清洗機,針對環(huán)保發(fā)展和客戶(hù)的潔凈度要求做出較好的回應。
目前,除了模具相關(guān)行業(yè),干冰清洗機已被廣泛應用于食品、涂料、電力、印刷等領(lǐng)域。
干冰清洗機的清洗原理
干冰就是固態(tài)二氧化碳,在高壓和低溫條件下制備,其看起來(lái)像冰,但兩者的溫度和硬度等物理特性截然不同。在常溫常壓下,冰會(huì )慢慢融化變成水,但干冰不會(huì )形成液態(tài),而是立即膨脹體積變?yōu)闅怏w。
清洗系統通過(guò)高壓氣流將干冰顆粒加速,經(jīng)噴嘴沖擊到需要清洗的工件表面,當-78攝氏度的干冰粒接觸到污垢表面后會(huì )產(chǎn)生脆化爆炸現象,從而使污垢收縮及松脫,隨之干冰顆粒會(huì )瞬間氣化并且膨脹800倍,產(chǎn)生強大的剝離力,將污垢油漬披鋒全部帶走。并且由于CO2揮發(fā)掉了,干冰清洗過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生任何二次廢物,需要清理的只有清除下來(lái)的污垢。
在上述清潔過(guò)程中主要涉及四個(gè)清潔原理:
1. 動(dòng)能沖擊
高速的干冰顆粒撞擊清潔表面,污染顆粒被強烈的物理沖擊去除。同時(shí)干冰的顆粒硬度非常低(約2~3Mhos),能夠保證不損壞模具表面。
2. 溫差效應
利用溫差的物理反應使不同的物質(zhì)在不同的收縮速度下產(chǎn)生脫離,污染物受到冷凍后引起的剪應力,伴隨裂縫黏合力降低自然脫落。
3. 升華膨脹
干冰接觸污染物后瞬間升華,體積劇烈膨脹,將被凍結的污染物撐散并被壓縮空氣帶走。
4. 化學(xué)效應
過(guò)程中大部分干冰將氣化,在一定溫度和壓力下少數會(huì )重新化為液態(tài)二氧化碳,而液態(tài)二氧化碳作為無(wú)機溶劑能有效去除沉積在模具表面上的有機物。從表1中可以看出,液態(tài)二氧化碳有類(lèi)似于如丙酮、異丙醇和1,1,1 - TCA的溶解度系數,表明其清洗劑功效。
干冰清洗機的優(yōu)點(diǎn)
對污染物強有力的剝離能力;
不會(huì )損傷清洗表面;
能清洗到每個(gè)狹窄的清潔死角;
干冰不含水且可溶有機物,對于在線(xiàn)的電氣設備,無(wú)需停機便可進(jìn)行在線(xiàn)清洗;
無(wú)二次處理成本,干冰無(wú)殘留物;
無(wú)需拆卸,節省時(shí)間;
延長(cháng)設備壽命,通過(guò)清洗可及早發(fā)現損壞零件并進(jìn)行更換。
干冰清洗機的缺點(diǎn)
干冰對濕度較為敏感,要控制好工作環(huán)境的干燥程度。尤其在清潔金屬時(shí),溫度較低容易吸附空氣中的水汽,形成水滴。干冰顆粒吸收到水分會(huì )變脆,將不能保證清潔硬度和導致清潔效果降低;
干冰顆粒的成本高于水,工廠(chǎng)本身不容易制得,通常需要外購;
干冰顆粒保存不易,需要提前訂購并存放于專(zhuān)用的干冰盒子;
干冰清洗機設備較為昂貴,機器主體加上新型空氣壓縮機成本將超過(guò)10萬(wàn)元;
機器工作噪音約在120dB,如公司對噪音有嚴格要求,則需慎重考慮。噪音是由空氣壓縮引起的,理論上噪音越大,清洗能力越強。
結論
如塑膠模具,經(jīng)常出現毛刺、碳化氣體層、脫模劑等附著(zhù)不易清除。干冰清洗機可幫助到我們快速去除模具的頑固污漬,在短時(shí)間內清洗到每一個(gè)角落,且不會(huì )損壞被清洗的物品,尤其是注重潔凈度的型腔表面。
此外,干冰是通過(guò)較好利用工廠(chǎng)生產(chǎn)的副產(chǎn)品二氧化碳而制成的,所以它也是一種環(huán)保清洗劑。作為原料的液化二氧化碳氣體來(lái)源于工廠(chǎng)的反應回收和精煉(石油精煉、氨水生產(chǎn)等)。美國國家環(huán)境研究所(National Institute of Environment)對干冰清洗技術(shù)評價(jià)為一項高度優(yōu)先的環(huán)?!笢p碳技術(shù)」,可有效減少制造過(guò)程中的廢物和副產(chǎn)品。由于通過(guò)捕獲一部分釋放到大氣中的二氧化碳來(lái)使用它,將不會(huì )增加排放,停止或生產(chǎn)干冰都不會(huì )影響全球碳排放。
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