Kavitation

Ein natürliches Phänomen bei 500°C und 500 bar Druck!

Die Ultraschallreinigung ist heute die modernste Reinigungsmethode. Die besonderen Vorteile sind höchste Sauberkeit der zu reinigenden Teile in kürzester Zeit, ohne manuelle Zusatzarbeiten und ohne Beschädigung des Reinigungsmaterials.

Die gründliche Reinigungswirkung der MediSonics-Ultraschallsysteme kann mit herkömmlichen Methoden nicht erreicht werden. Selbst hartnäckige Verschmutzungen in Bohrungen und Hohlräumen werden bei der Behandlung mit Ultraschall in Sekundenschnelle entfernt Das Wirkprinzip der Ultraschallreinigung ist die Kavitation. Unter Kavitation versteht man die Bildung und Auflösung von Hohlräumen in Flüssigkeiten aufgrund von Druckschwankungen.

Weiche Kavitation ist bei der Ultraschallreinigung unerwünscht, daher wird die Flüssigkeit vor dem Reinigungsprozess häufig mit einem speziellen Entgasungsprogramm des Ultraschallsystems entgast. Die so gewonnene elektrische Energie wird über eine abgeschirmte Leitung dem Messwertaufnehmer zugeführt. Der Schallwandler wandelt diese elektrische Energie in mechanische Schallschwingungen um.

Diese Schallschwingungen erzeugen in der Flüssigkeit abwechselnd einen Überdruck und eine Unterdruckphase. Dies verursacht den physikalischen Effekt der Kavitation. Mehrfach vergrößerte Kavitationsblase mit einer Frequenz von ca. 25 kHz zum Zeitpunkt der Implosion. Bei einer Ultraschallfrequenz von z.B. 25 kHz werden kurzzeitig Temperaturen von über 5000°C (Bedingungen wie auf der Sonnenoberfläche) und Drücke von bis zu 500 bar erzeugt.

Diese hohen Temperaturen und Drücke können zerbrechliche Strukturen zerstören oder die kleinsten Bakterien abtöten. Um die Kavitationsblasen herum erzeugt die knallartige Implosion hohe lokale Drücke sowie starke Turbulenzen und Strömungen (Jets) in der Flüssigkeit. Diese Phänomene sind die eigentlichen Kriterien, die zur Ablösung von Schmutzpartikeln auf einer Substratoberfläche führen.