Ultrasonik temizlik
Ultrasonik Temizleme, yüksek frekanslı ses dalgalarının sıvı dolu bir tankın içerisine uygulanması ile tank içindeki malzemenin kirlerinden arındırılması işlemidir. Ultrasonik enerjisi ‘kavitasyon’ adı verilen etkiyi açığa çıkararak temizliğin gerçekleşmesini sağlar. Temizleme işlemi genellikle su içinde yapılır. Temizlenecek malzemenin niteliğine ve kirlilik derecesine bağlı olarak çeşitli kimyasal maddeler suya ilave edilerek temizliğin etkinliği artırılır. Çok sayıda kullanım alanı olan bu temizleme yöntemini gerçekleştirmek için çeşitli tip ve boyutta cihazlar üretilmektedir.
Neden Ultrasonik Temizlemeye İhtiyaç Duyulur
· Başka şekilde ulaşılması zor delik, girinti gibi detaylara sahip ve temizlenmesi çok zor parçaların etkin bir şekilde temizliği yapılabilir.
· Ultrasonik temizleme, parça üzerinde diğer herhangi bir temizleme yönteminin ulaşamayacağı ölçüde temizlik sağlar.
· Biyolojik olarak parçalanabilen temizleme kimyasalları kullanılarak çevreye zarar vermeden temizlik yapılabilir.
· Su, kimyasal maddeler ve elektrik gibi kaynakların ekonomik kullanımı sağlanır.
· Çok kısa sürelerde temizliği sağlayarak verimliliği artırır.
Uygulama Örnekleri
Havacılık sektöründe özellikle türbin parçaları, fren aksamları, iniş takımları, yağ ve yakıt filtreleri ve yakıt kanalları
Makine mili yatağı
Bilgisayar sabit diskleri ve okuyucu kafası
Laboratuvar cam araçları
Ameliyat aletleri
Mekanik saat parçaları, dişliler
Mücevher temizliği
Gözlük çerçeve ve camları, mercekler
Elektronik devre parçaları
Mekanik montaj elemanları
Karbür kesici takımlar
Kalıplar
Bulaşıcı/zararlı madde temizliği
Kaplama veya boya öncesi metal hazırlığı
Her türlü silah ve parçaları
Tekstilde kullanılan dokuma iğneleri
Kimyasal reaksiyonların hızlandırılması/karışımı en iyileştirme
Ultrasonik Temizlik Nasıl Gerçekleşir
İnsan kulağının duyabileceği en yüksek ses frekansı yaklaşık 20 kHz (saniyede 20.000 titreşim) seviyesindedir. Bu frekansın üzerindeki sesler “Ses üstü”, "Ses ötesi" (Ultrasound, ultrasonic) olarak adlandırılır. Ultrasonik temizleme işlemlerinde 20 kHz ile 200 kHz frekans aralığı kullanılır.
Ultrasonik temizleme işlemi yüksek frekanslı ses dalgalarının sıvı içinde hareketi sonucu oluşur. Cihazın sıvı konulan bölümüne tank, küvet veya gastronorm adı verilir. Bu tankın altına veya yan yüzeylerine yerleştirilen dönüştürücüler (transducer) vasıtasıyla elektrik enerjisi mekanik enerjiye çevrilir ve tankın içindeki sıvıya iletilir. Bu işlemde genellikle 40 kHz frekansı kullanılır.
Temizleme mekanizması şöyle çalışır: Tank içindeki sıvıya mekanik enerji uygulayarak “kavitasyon” adı verilen olgunun açığa çıkması sağlanır. Temizlik bu kavitasyon olgusu ile gerçekleşir. Kavitasyon, sürekli olarak basınç-genişleme döngüsüne sokulan sıvı moleküllerinin oluşturduğu mikro ölçekteki baloncuklara verilen isimdir. Bu baloncuklar basınç ortadan kalktığı genişleme anında kendi içine çöker ve baloncuk içine doğru sıvı çok yüksek hızda hareket eder. Bu olay tank içine konulan materyalin yüzeyinde gerçekleştiğinde mikro seviyede çok hassas ve yoğun bir temizlik gerçekleşir. Materyalin yüzeyindeki yabancı maddeler fırçalama veya ovalamaya benzer bir etkiyle yüzeyden koparılarak uzaklaştırılır.
Ultrasonik temizlik cihazları, etkin temizliği sağlamak için tank içindeki suya uygun kimyasal maddeler (deterjan gibi) eklenerek kullanılır. Kimyasal maddelerin miktarı ve suyun işlem sırasındaki sıcaklığı işlemi doğrudan etkilediği için hassas olarak ayarlanmalıdır.
Tarihi
Ultrasonik temizlik işlemi, 1950'lerde, sanayide kullanılmaya başlamıştır. 1970'lerde ev için kullanılacak kadar ucuzlamıştır.
Kaynakça
1. Duran, F., Teke, M., "Ultrasonik Temizleme Cihazı Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi" MKT2012,Proje Tabanlı Mekatronik Eğitim Çalıştayı, 25-27 Mayıs 2012, Çankırı-Ilgaz
2. "Mikrodenetleyici Kontrollü Ultrasonik Temizleme Makinesi Tasarımı" Yüksek lisans tezi Tangel, C.,2009 Kocaeli
3. Kaya, B., Kalender, C., Reisoğlu, Ç., "Ultrasonik Temizleyici”, Bitirme Projesi, Karadeniz Teknik Üniv., Mayıs 2014, Trabzon
4. Azar, Lawrence, “Cavitation in Ultrasonic Cleaning and Cell Disruption”, PPB Megasonics
5. “Ultrasonik Yıkama Nedir”, *Aray Mekatronik web sayfası
6. Ay, İ., Anaç, N., “Ultrasonik Yöntemle Parça Temizleme”, IV. Mühendislik Sempozyumu, Balıkesir Üniv., 11-12-13 Eylül 2002
7. Özyalçın, İ., Çakır M., Çelik A., Tekeş V., "Mikrodenetleyicili Temizlik Robotu Tasarımı - Microcontroller Based Cleaning Robot Design", 4th International Vocational Schools Symposium, 2015/12/22. Sayfa: 1455-1462. https://web.archive.org/web/20161220164237/http://www.umyos.org/wp-content/uploads/2016/01/umyos2015.rar