苏州市科索超声波技术有限公司

　　特种加工又被称为非传统或非常规加工，英译：Non-traditional（conventional）Machining，简写：NTM或NCM。在特种加工中，超声波加工（Ultrasonic?Machining——USM），又叫超声加工，特别适合对导体、非导体的脆硬材料进行有效加工。

　　目前大家知道的比较多是就是超声波清洗，但是在清洗的过程中工件表面、内部盲孔、交汇孔以及一些人工难以操作到的地方的毛刺是没有办法去除的，这是为什么呢？因为决定超声波能力的重要指标就是超声波的功率密度(W/cm2),一般超声波清洗的功率密度是0.5～0.8(W/cm2),而想要让超声波去毛刺必须让超声波的功率密度达到2?(W/cm2)以上。（由于换能器的功率局限，目前超声波的功率密度在实际运用做到了4W/cm2，理论上来说这个功率还可以做大）

　　超声波去毛刺的基本原理是超声波产生的超声能量作用于液体里振动处于稀疏状态的液体时，会撕裂成很小的空穴（即内部是真空的），这些空穴在破裂的时候会产生高达几百个大气压的瞬间压力，而这种现象即称为空化现象.超声波去毛刺就是利用了空化现象产生的几百个大气压的瞬间压力把附着在金属上的毛刺给去除掉。

　　在机械加工中，对精密表面进行去毛刺加工，并不是一件容易的事，在工业发达国家的制造业中，对此均十分重视。美国曾对400个工厂进行过调查，其中有70%以上的工厂去毛刺费用惊人，最高竟占生产成本的40%。在这400个工厂中，有80个工厂去毛刺费用占生产成本的10～20%。近十年来，美国每年去毛刺费用在30亿美元以上，有的年份竟高达80亿美元。更有甚者，对航空、航天装置中精密度很高的精密件，其去毛刺的成本和其他工序成本的总和相差无几。在激烈的国际竞争中，中国机械工业产品有相当一部分是由于零件表面质量问题而失利的。

　　现在很多人讲汽车的磨合期都只是讲发动机的磨合，其实这是不对的，汽车的磨合期不仅包括发动机的磨合，还包括变速箱的磨合等等，变速箱主要是齿轮之间的磨合，它的磨合时间比发动机要略长一些，一般需要5000公里的行驶距离，也就是差不多按照规定的标准换过两次机油后，基本就度过磨合期了。那有人又要说了为什么高档车如奔驰、宝马等高档车买回来就可以跑很快的速度或者磨合期很短的时间就可以过去了？原因就在于国外生产的汽车生产中运用了超声波去毛刺技术，主要体现在对发动机内缸和活塞环的去毛刺来提高内壁和活塞之间的磨合度，还有是对变速箱齿轮进行去毛刺来提高齿轮之间的磨合。在日本，TOYOTA汽车公司有25%的工作人员直接或间接从事光整去毛刺的工作。据统计，一辆高级小轿车有95%以上的零件需进行去毛刺。随着汽车制造业各大巨头把目光放在中国，我们相信超声波去毛刺技术必将在中国汽车制造领域流行，目前由中外著名汽车品牌：长安、福特、马自达三方合作成立的长安福特汽车有限公司南京公司已经购买了几台大型的超声波去毛刺设备。（确切的说，长安福特马自达南京发动机厂从日本共购买超声波去毛刺设备两套，主要用于发动机端盖铸砂清洗，该设备我公司的部分人员参加了该设备设计、制造、调试出货的全过程）

　　现在SMT上普遍使用的钢网是由激光在0.05～0.3mm厚的SUS304板上加工出来的，加工后的钢网上有肉眼看不到的毛刺，这些毛刺如果不去除干净会影响锡膏的下落，造成锡量不足影响印锡品质。现在一般采取的去毛刺的办法就是电化学去毛刺，但是随着中国政府对环保的日益重视，电化学去毛刺的问题也暴露出来：新上的项目需要更严格的环保检查审核，需要大的场地存储电化学留下的废液。而利用超声波不仅可以有效的去除钢网上的毛刺，而且超声波设备环保，耗材需求少，符合中国现在的节能减排的要求。（这个案例实验对比照片在网站中已经展示，已经得到运用）

　　液压阀以及精密阀类的交汇孔去毛刺一直是个大问题，以前一般是电化学去毛刺，但是随着环保问题日益得到中国政府的重视以及阴极的制作难度增加，有的公司已经有放弃了这种工艺的准备；在阀类比较小的情况下有的公司可能会选择热能去毛刺-热能去毛刺原理热能去毛刺方法，是利用高温清除零件的毛刺和飞边。被加工零件置于密封燃烧腔内，将可燃气体（天然气/甲烷/氢气）和氧气按一定比例、一定压力充入腔内，可燃气体包裹零件的里外以及毛刺、飞边，但是有的被加工零件表面是不可以氧化的，而且热能去毛刺的精度比较难控制，目前一台中国制造的热能去毛刺设备销售价格在48万左右。由超声波与国外某超声波公司合作开发的阀类专用超声波去毛刺小型设备在昆山某公司得到了很好的实际应用，这个公司生产的液压阀是供应给美国通用公司的，该设备的主要技术也已经申请了专利，此外这种专用设备的优点是小巧方便操作，价格便宜，占地空间小，非常适合一些中小企业使用。（超声波去毛刺，对小型阀类的微小毛刺还是有比较好的效果，目前市场常用阀类的加工孔在Φ10以上，所产生的毛刺一般来讲还是比较困难的，这样的毛刺需要预处理）

　　世界500强企业——日本电装株式会社(DENSO?Corporation)在常州高新区独资设立电装（常州）燃油喷射系统有限公司，日本电装株式会社是日本第一大、世界第三大汽车部件综合生产商，世界500强排名第207位，原是丰田公司集团下属企业，其产品为丰田、本田、德国大众等多家知名汽车厂商配套，年销售额达200多亿美元。在燃油喷射系统中油嘴喷孔去毛刺也一直是个难题，现在用的比较多的是电化学去毛刺，但是超声波在这个问题上也有着比较好的解决方法。喷雾效果是一直是检验产品最终标准，在燃油喷射系统中通过频闪喷雾摄像系统拍摄喷油嘴的喷雾图像进行分析，结果表明当喷孔处有毛刺时,不仅使喷孔流量减小,更重要的是引起各喷孔的喷雾形状发生变化,从而导致油束中燃油分布不均匀.（的确电装株式会社在超声波方面的需求的确很大，他们主要超声波供应商为日本的HARADA）

　　有些毛刺虽然看不到，但是确实存在的，如果不解决好也是个大问题！在农用喷雾器的喷嘴中有个关键的核心部件叫喷片，如果喷片中有毛刺将直接影响农作物的有效受药，对农作物的病虫害防治造成影响；国内某专业农用机械制造商接到是一笔出口日本的单子，日本客户的要求很高，他们前期使用的加工方法都不能对喷片的毛刺有效的去除，喷雾效果不理想，在使用超声波的去毛刺设备加工后达到了严格的日本客户的要求。

　　下面超声波给大家讲述一些超声波应用的新的事例（以下运用比较新兴，科索非此专业，所以不做评价）

　　1.超声波加速啤酒酿造

　　一般酿造啤酒大约需要十天到三个星期的时间，主要是用在发酵和麦芽汁的成熟上，发酵会使液体产生二氧化碳，但是太多的二氧化碳会抑制酵母的生长，所以必须想办法降低麦芽汁中的二氧化碳含量。传统的方法是在麦芽汁中添加大豆粉、豌豆粉、麦芽粉等微粒物质，等过多的二氧化碳慢慢凝聚在这些微粒物质上浮上去，然后就可以将气泡和微粒物质一同清掉了，但是对于每天要生产数百万瓶啤酒的大啤酒厂来说，这种方法太耗时间了！

　　现在有一种超声波装置，将麦芽汁加压通过该装置，装置中的超声波会使二氧化碳析出、形成气泡，等气泡浮到麦芽汁表面时就可以集中清除了。该装置每分钟可以去除大约40%的二氧化碳。只要几分钟就可以将麦芽汁中过多的二氧化碳除去了。将来这类装置还可以应用在药物、食品和其他气泡饮料的生产中。

　　2.超声波治疗治疗心肌梗塞和脑梗塞

　　将能反射超声波的气体封闭到磷脂膜内，做成微小的气泡形状，并在气泡表面添加氨基酸分子，然后把气泡注射入血管。由于氨基酸分子具有黏附在血栓上的特性，所以气泡进入体内后就能“寻找”到血栓。用超声波扫描机体，由于附着在血栓上气泡内包含能反射超声波的气体，根据各个部位反射的不同强度的超声波，就能确定血栓的位置。最后，发射治疗用的超声波击碎气泡，气泡炸裂的力量就能破坏血栓。

　　3.超声波治疗癌症

　　利用通常用来观察胎儿活动的超声波。使用这种超声波对人体内进行扫描是无害的。但是，如果该超声波束被集中在一个位置，便会将人体组织的温度升高到６０摄氏度，从而将细胞杀死。该研究所的科学家便利用了超声波的这种特性，将其深入患者体内，一点点地将患者的整个肿瘤切除。在选取了240名老年前列腺癌患者，他们因为年岁过高，所以不宜进行前列腺切除手术，即治疗这种癌症的常规方法。在用超声波切除了这些患者的肿瘤后，还对他们进行了长达5年的跟踪调查。调查显示，其中65%的患者5年间体内再未出现癌细胞，这与前列腺切除手术的成功率相当。另外，这些患者术后出现小便失禁的比例仅为8%。而切除前列腺的患者出现该副作用的比例高达80%。

　　4.超声波去除蓝藻

　　蓝藻是一种原始而古老的藻类原核生物，常于夏季大量繁殖，腐败死亡后在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”。太湖广阔湖区周边的凹槽水湾，水体流动性差且富营养化，为蓝藻多发地带。今年入夏以来，太湖水位出现50年以来最低水位，加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，诸多因素导致蓝藻提前一个多月爆发，形成自然灾害。9月27日下午，新修订的《江苏省太湖水污染防治条例》在省十届人大常委会第32次会议上一次审议通过，定于明年6月5日实施。法规约束范围扩大到了苏州、无锡、常州和丹阳市全部行政区域，以及句容市、高淳县、溧水县行政区域内对太湖水质有影响的河流、湖泊、水库、渠道等水体所在区域。水质交接责任制、生态补偿、区域限批、分级保护制、排污申报登记和排污许可制等一系列新制度，体现了从严治理的力度；最高处罚额度从目前的10万提高到100万。

　　超声波去除蓝藻技术主要是利用超声波的空化作用以及热效应，使蓝藻细胞破裂、物质分子中的化学键断裂，由于蓝藻细胞内有气囊，在空化效应的作用下，气囊被打破导致蓝藻细胞失去了控制浮动的能力，同时蓝藻细胞内的各种有机物在超声波热效应的作用下和水进行热解反应，造成蓝藻细胞液变稀，细胞质沉淀。通过实验表面，用超声波对蓝藻辐射30秒，即可发现藻丝体断裂，蓝藻胆体的结构功能被破坏，干扰了叶绿素的合成途径。除此之外超声波还可以降解水中其他有机污染物和藻毒素。