Aplikace ultrazvukového nástřiku

Ultrazvukové stříkání je technologie, která využívá energii ultrazvukových vibrací k atomizaci kapaliny na drobné kapičky a jejich rovnoměrnému rozprašování na povrch substrátu. Ve srovnání s tradičním stříkáním (jako je stříkání tlakem vzduchu a rotační nanášení) má výhody rovnoměrného rozprašování, úspory materiálu a sníženého rozstřikování a je široce používán v mnoha vysoce přesných polích.

1. Princip ultrazvukového stříkání

Ultrazvuková atomizace: Vysokofrekvenční vibrace (20 kHz-120 kHz) způsobují, že kapalina generuje kapilární vlny na trysce a rozbíjí ji na kapičky o velikosti mikronů (obvykle 10-100 μm).

Řízení postřiku: Nastavením frekvence, amplitudy a průtoku kapaliny lze přesně ovládat velikost kapek a tloušťku postřiku.

2. Hlavní oblasti použití

(1) Výroba nových energetických baterií

Povlak elektrod: Rovnoměrně nastříkejte suspenzi kladných a záporných elektrod lithiové baterie (jako je fosforečnan lithno-železitý, grafen) pro zlepšení hustoty energie baterie a životnosti cyklu.

Membránová elektroda palivových článků (MEA): Nástřik vrstvy katalyzátoru (jako je platina uhlík) ke snížení množství drahých kovů a optimalizaci účinnosti reakce.

(2) Polovodiče a elektronická zařízení

Flexibilní obvody: nástřik vodivého inkoustu (stříbrné nanodrátky, uhlíkové nanotrubičky) na PET/PI substráty pro flexibilní displeje a nositelná zařízení.

Fotovoltaická solární energie:

Perovskitové solární články: rovnoměrné nanášení vrstev perovskitu, aby se zabránilo dírkovým defektům.

Transparentní vodivý film (TCO): stříkání alternativních materiálů oxidu india a cínu (ITO).

(3) Lékařské a biologické nátěry

Stenty uvolňující léky: přesné rozprašování antikoagulačních léků (jako je heparin) na povrch kardiovaskulárních stentů.

Biosenzory: rozprašování vrstev enzymů nebo protilátek pro detekci glukózy, DNA čipy atd.

(4) Průmyslové přesné nátěry

Antireflexní/hydrofobní povlaky: nástřik funkčních povlaků v nanoměřítku (jako je SiO₂, fluoropolymery) na povrch skla a čoček.

Antikorozní nátěry: nástřik korozivzdorných materiálů (jako je polyuretan, keramická kaše) na kovové povrchy.

(5) Potraviny a zemědělství

Antibakteriální vrstva obalů potravin: nástřik přírodních antibakteriálních látek (jako je chitosan) pro prodloužení trvanlivosti.

Postřik pesticidy: Atomizované pesticidy snižují množství používaných pesticidů a zvyšují pokrytí plodin.

3. Ultrazvukové stříkání vs. tradiční stříkání

Srovnávací položky Ultrazvukové stříkání Tradiční stříkání tlakem vzduchu

Velikost kapky 10–100 μm (stejnoměrná) 50–200 μm (nerovnoměrná disperze)

Míra využití materiálu >90 % (velmi malé rozstřikování) 30–70 % (odpad z nadměrného postřiku)

Rovnoměrnost povlaku Přesnost na nanoúrovni, žádný 'efekt kávových prstenců' Snadná výroba ochabování, nerovnoměrná tloušťka

Použitelná kapalina Roztok s nízkou viskozitou (<500 cP) Lze použít vysokou/nízkou viskozitu, ale je obtížné ji kontrolovat

Ochrana životního prostředí Žádný stlačený plyn, snížení emisí VOC Je vyžadován stlačený vzduch, který může znečišťovat životní prostředí

4. Technické výhody

Úspora materiálu: snižte více než 50 % odpadu barvy a snižte výrobní náklady.

Žádné ucpávání trysek: žádný vysokotlaký plyn, vhodné pro suspenze obsahující nanočástice.

Nízkoteplotní stříkání: vhodné pro podklady citlivé na teplo (jako jsou plasty, biofilmy).

Integrace automatizace: lze použít s roboty k dosažení vysoce přesného 3D zakřiveného povrchového nástřiku (jako jsou automobilové díly).

5. Výzvy a směry zlepšování

Omezení viskozity kapaliny: kapaliny s vysokou viskozitou (jako jsou některé taveniny polymerů) je třeba zředit nebo je třeba zlepšit návrh atomizace.

Rychlost výroby ve velkém měřítku: účinnost je v současnosti nižší než u procesů odstředivého potahování nebo procesu roll-to-roll a je třeba optimalizovat pole s více tryskami.

Cena: špičkové ultrazvukové trysky jsou drahé, ale dlouhodobé úspory materiálu mohou vyvážit investici.

Budoucí trendy

Rozprašování nanomateriálů: používá se v nově vznikajících oblastech, jako jsou kvantové tečkové displeje a grafenové senzory.

Ovládání AI: upravte parametry v reálném čase pomocí strojového učení, abyste se přizpůsobili složitým tvarům povrchu.

Ultrazvukové stříkání postupně nahrazuje tradiční technologii stříkání svou přesností, ochranou životního prostředí a vysokou účinností, zejména v odvětvích s vysokou přidanou hodnotou, jako je nová energetika, elektronika a lékařská péče.

ultrazvukového stříkacího zařízení RPS-SONIC : Vlastnosti

◆Automatické vlnové zařízení, využívající technologii trysek, může zajistit rovnoměrné a účinné stříkání tenkého filmu;

◆ Vysoká přesnost kontroly tloušťky povlaku: dokáže připravit povlaky od dvaceti nanometrů do desítek mikronů a přesně řídit tloušťku povlaku; ◆ Rovnoměrnost postřiku: >95 %;

◆ Míra konverze roztoku: ≥95 %, 4krát vyšší než u tradičního dvoukapalinového stříkání;

◆Vybaveno více tryskami pracujícími paralelně; (rozbalitelné)

◆Maximální stříkací plocha: 400*400mm; (rozbalitelné)

◆ Vysoce přesná technologie dodávky kapaliny s konstantním průtokem může dosáhnout nepřetržitého a konstantního přívodu kapaliny;

◆Laserové vyrovnání: pomáhá uživatelům pohodlně a rychle lokalizovat polohu trysky;

◆Importované vysoce přesné přesné tlakové redukční ventily a kapalinové ventily pro dosažení vysokorychlostní a stabilní koordinace plyn-kapalina;

◆ Tryska, samočisticí systém kapalinového potrubí, vestavěný systém zpětného získávání odpadních kapalin, výfukový systém odpadních plynů;

◆Online systém distribuované kapaliny, stovky skladování procesních receptur;

◆Mikroporézní vakuové absorpční vytápění na úrovni mikronů, vhodné pro flexibilní substráty, jako jsou separátory baterií.

Videa o ultrazvukovém stříkacím zařízení RPS-SONIC: