超音波模仁清洗

1. 早期模仁的清潔方式

我以前當模具鉗工的時候，每次要清洗模仁上面的油汙，基本上就是用除垢劑或是去漬油去做清洗，那時候每次要清洗模仁，就要到通風良好的位置去做清潔，因為除垢劑以及去漬油的味道實在不是很好聞，尤其是在比較封閉的模房裏面，會久久散不去。
有些模具廠為了讓員工有較好的工作環境，會建置清潔位置，讓鉗工在固定位置清潔模仁，然後抽風將清潔劑的味道抽走，那時有看過一家模具廠弄一個工作台(登俊，以前北台灣做筆電很有名的模具廠，不過已經收了) (圖1)，讓員工在上面洗模仁，要洗模仁的時候就開抽風設備。

2. 超音波模仁清洗設備

看到超音波模具清洗設備是有次出差去廠商那邊試模，去模房看模具狀況時，在模房的牆腳看到一台新的設備(圖2)，我就問鉗工那是什麼設備，對方回我說是超音波模仁清洗機，我聽到就有點好奇，因為以前我是聽過有工廠在使用，但沒有親眼看過，這是頭一次看到，那時鉗工正在準備要清洗模仁，所以在旁邊也就看了一下使用過程。

3. 藥劑的搭配使用

模仁要做超音波清洗還要搭配藥劑清洗，整桶藥劑就放在設備旁邊(圖3)，不過當時忘了問藥水與水的添加比例。

4. 模仁未清潔前的狀態

模仁未清洗前的狀態(圖4)，由於塑膠有加二次料，所以在射出成形時很容易產生瓦斯氣，從上面可以看到模具表面有很多的汙垢。模仁擺好後就直接放到機器裏面清洗。

5. 超音波清潔參數

上面的清潔時間以及參數設定(圖5)，不同模仁尺寸大小的參數不一樣，這只是個參考值。

6. 模仁清潔後

清水清洗過的模仁照片(圖6)，超音波洗完後用清水清洗，這是不銹鋼S136的模仁，模仁洗完後是晾乾放著，如果使用的模仁是NKA80或是P20的這種鋼材，若是怕生鏽，可以放進烤箱烘烤一下，從模仁表面可以看到，清洗過後都快變新模了。
我自己是沒有實際使用過超音波清洗模仁的經驗，因為我都是看別人使用，若有人想要知道這方面的用法以及細節，可上網查詢。

◎ 超音波清洗介紹

1. 超音波洗淨機的清洗劑

選用合適的清洗劑，對於超音波清洗效果具有很大影響。由於超音波清洗的原理主要是氣泡空化作用，所以選擇清洗劑時除了依據被清洗物本身的材質，油垢或機械雜質的主要組成外。還必須考慮選擇的清洗劑粘度要小，表面張力要小，以利於清洗劑的空化。在清洗質量要求嚴格的情況下，還常常採用幾種不同的清洗劑，分槽或一次進行超音波清洗，而每種清洗劑的作用各有不同。如光學零件的清洗先採用了三氯乙烯，氫氧化鈉水溶液，合成洗滌劑，水和酒精等各種清洗劑。如半導體器件的清洗採用了丙酮，1#混合清洗劑，2#混合清洗劑和離子水等等。經多種清洗劑的多次清洗，被清洗物的表面達到了預期的效果。

2. 超音波清洗的方式

最常見的超音波清洗形式是槽內浸洗，即將物件浸入盛有清洗劑的超音波清洗槽內，超音波換能器產生的超聲振動由清洗槽底輻射至清洗劑內進行清洗。這對於中小型製件尤為適宜。對於尺寸和重量都較大的物件可採用局部清洗法，即將物件局部侵入清洗液進行清洗，待清洗完畢後再將未經清洗的部分浸入清洗劑進行清洗，直到完全洗遍。
另一種方法是根據大型物件的形狀和局部清洗的部位要求，將超音波換能器設計成特殊形狀來實現局部清洗。對於清洗要求嚴格的物件採用幾種不同清洗劑，分槽依次進行超音波清洗。此外，還可與其它清洗方法配合清洗，如電子元件的清洗是加熱侵洗和超音波清洗配合使用。對於油脂特稠，特厚的製件，也常常先用加熱侵洗或高溫噴洗，然後在用超音波清洗的多步清洗法。對於幾何形狀過分複雜，如有大小不等的孔穴凹角的製件，可採用多頻率清洗，即在幾種不同的超音波頻率作用下進行清洗。

3. 超音波清洗的頻率

引入清洗劑的超聲振動頻率，對於洗淨的效果有很大影響，這是由於超音波頻率獨有空化作用影響很大的緣故。一般採用20KHz左右。在20KHz左右空化作用易於產生，洗淨效果較為明顯。但對於表面光潔度要求很高，具有較小直徑的孔或狹縫的製件，宜用波長較短、能量集中的高頻洗淨機清洗，有時頻率可達800KHz左右。但高頻的超聲振動在清洗劑中衰減較大，作用距離較短、空化強度也較弱，清洗效率較低，而且由於高頻的方向性而產生的“陰影”區使製件的有些部位清洗不到。在使用無頻率跟踪的超音波洗淨裝置是，需要經常調節發生器的頻率旋鈕，使其輸出信號的頻率與換能器的固有振動頻率保持一致，此時空化最強，在透明的清洗劑中可以看到有很多白色聚流，以手探試，有如針刺感覺。
為了提高超音波清洗效率，往往採用較高的功率密度。但太高的功率密度會由於空化作用強而引起對物件表面的侵蝕（即空化腐蝕），是物件受損，這對於具有各類鍍層或鋁層及鋁合金製件尤為突出。過分的提高功率密度還由於飽和作用也無效果。對於油污嚴重、形狀複雜的功率密度也較大，在以水或酒精燈清洗漂洗時功率密度可以取小一些。

4. 超音波清洗的溫度

由於清洗劑的空化作用與其溫度有關，溫度升高有利於空化，但隨之蒸氣壓也相應增加，超過一定的溫度反而使空化作用降低，因此必須保持一定的溫度範圍，如水溶劑清洗劑一般在45℃左右，三氯乙烯清洗劑在75℃左右，水則為60℃左右，對於易蒸發依然的清洗劑不宜溫度太高。

5. 超音波清洗的時間

超音波清洗的效果和質量與超音波清洗的時間有關，時間太短不能達到洗淨的質量要求。但時間太長不僅效率低，而且由於物件表面發生空化腐蝕而影響質量。油污嚴重，形狀複雜的物件洗淨時間長一些。具有各類鍍層的物件，鋁及鋁合金物件清洗時間不宜過長。表面光潔度較好的物件一般情況下油污相對小些，洗淨時間也不宜過長，具體洗淨時間的確定必須經過實驗而定。

☆ 影片說明

以下是有關於超音波清洗的影片說明。

☆ 其他參考資料及文章

以下網站在網路上面找到有在賣超音波清洗設備的廠商，裡面有些說明各位可參考看看。

● 模具電解
https://www.leo-sonic.com/mold-electrolysis-ultrasonic-cleaner.html

● 模具洗淨機
https://www.cens.com/cens/html/zh/product/product_main_101689.html