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日常生活中，像眼鏡、珠寶首飾等一些小物件成為了生活的必需品，它們精密而昂貴，卻又會因為歲月的流逝而暗淡無光。隨著生活品質的提高，人們對其清潔要求也越來愈高，目前傳統用水加洗潔劑的清洗方式不但過程繁瑣，還對被洗物有一定損傷，且清洗不到位，因此人們希望運用新的清洗技術來滿足人們的生活要求。1987年，在總結前人理論的基礎上，日本的柴野佳英經過研究、整理，發表了超聲波清洗器的基本理論，俗稱“柴野理論”。由于超聲波清洗具有速度快、質量高、容易實現自動化，尤其對表面形狀復雜的工件的清洗更具優勢等特點，促進了超聲波清洗技術的蓬勃發展。

1超聲清洗技術在工業產品中的應用現狀

精密的工件用傳統的清洗方式很容易損壞，而且當清潔程度要求高時，傳統清洗方式所帶來的不足就顯而易見了，比如細小縫隙里的贓物、油垢等很難清洗，清洗過程中的搓揉等動作很容易損傷產品表面等。目前，超聲波清洗技術在各行各業都有廣泛的應用，像珠寶、五金等行業，能清洗的產品也很多，像光學鏡頭、剃須刀頭、徽章、奶嘴等。

2超聲清洗技術的原理及特點

超聲波清洗技術屬于物理方法，利用超高聲波在傳遞過程中的空化作用，當聲壓達到一定值，氣泡迅速膨脹，然后爆裂，瞬間產生沖擊波，使氣泡周圍產生1012~1013pa的壓力，這種超聲空化所產生的壓力不僅會破壞不溶性污物，還使他們分化于溶液中，使污物被分化、乳化或剝離，以達到清洗的目的（如圖1）。圖1超聲波清洗技術的原理流程其超聲空化在固體和液體界面會產生高速的微射流，破壞污物，增加攪拌，擴散作用，加速可溶性物的溶解，強化化學清洗劑的清洗作用。因此基于超聲波的清洗技術會大大降低環境污染。與傳統清洗技術相比較，超聲波清洗的優點如下：1）清洗速度快，清洗效果好，清潔度高，工件清潔度一致，對工件表面無損傷。2）不須人手接觸清洗液，安全可靠。對深孔、細縫和工件隱蔽處亦能清洗干凈。3）節省溶劑、熱能、工作場地和人工等。4）清洗精度高，可以清洗微小的污漬顆粒。

3影響超聲波清洗效果的因素

雖然超聲波清洗技術有眾多優點，但其清洗效果與頻率、清洗位置等因素有關，概括起來主要包括以下因素（如圖2）：圖2影響超聲波清洗效果的影響因素1）頻率：一般頻率越低，空化效果越明顯，但相對在液體中產生空化的聲強或聲功率也越大，噪聲越大，適用于表面較平整的物體；一般頻率越高，空化效果越差，但其噪音低，適用于多微孔盲孔的物體。2）溫度和靜壓力：一般30℃~50℃的介質溫度，水清洗效果最好。清洗液適宜時，當溫度升高，對空化產生越有利。溫度過高時，空化強度會降低，所以溫度的選擇要同時考慮對空化強度的影響。每一種清洗液都有一空化活躍的溫度。清洗液的靜壓力大時，不容易產生空化，所以在密閉加壓容器中進行超聲清洗時效果較差。3）其它因素：聲強或聲壓、清洗液的物理化學性質和流動速度、清洗液粘稠度、被清洗物體的聲學特性及在清洗槽中的深度及清洗位置等。為達到最佳的清洗目的，在產品開發階段，對這些因素要加以綜合考慮。

4超聲波清洗技術在產品設計中的應用個案

正如前面所述，基于超聲波清洗技術的產品開發，先要綜合考慮影響清洗效果的因素，然后結合產品的成本、市場、生產等條件，合理配置開產設計要素。下面僅就一個設計案例———Jeken潔康公司生產的清洗機進行解讀，從實踐的角度來揭示超聲波清洗技術在實際中的應用。原有產品中的不足：原有產品在使用過程中，存在很多存在的問題，防水性能不佳，容易使液體滲入機構中去，在設備工作時容易發熱，缺乏清洗完之后的后期處理設備，按鍵操作過多時，會接觸不靈，設計上缺乏個性化的設計，不能在清洗的同時增加樂趣，清洗結構單一，沒有結構區分，而且在擁有清洗的功能的同時，沒有其他的功能，缺乏產品的設計語言，對清洗結構的把握不夠精準，耗電比較大，在工作時機體振動劇烈，噪音很大，影響生活。解決案例：采用全新的封水技術，在振動槽上加入密封軟膠，提高了密閉性同時使共振更穩定，也減少了噪音，在殼體方面采用一次成型工藝，使殼體更牢固，密封性更佳，增加了殼體的厚度使機體在使用過程中減少振動對環境的影響，還可采用組合式模塊化設計以方便清洗。先進的超聲波清洗工藝，一般還要采用多槽式全自動、聯合清洗程序。增加數碼顯示及自動斷電功能，設計線條簡約，色彩上運用淺色，給人輕松、潔凈、環保的視覺感受，在外型上簡約的線條，更穩重、大氣飽滿，在結構上更切合超聲波原理，使清洗效果更佳。此外，可以采用雙頻、多頻和掃頻工作方式以避免清洗“盲區”。

5針對超聲清洗技術應用案例得出的結論和展望

通過這次調研，筆者結合對超聲波技術及超聲波清洗設備的了解，對超聲波清洗技術應用經行探索研究，由于條件有限，在研究過程中還有不足和沒涉及到的地方，在此將在調研過程中涉及到的問題及解決方法總結一下，為后續進一步研究做準備。針對超聲過大的問題，我們探索在使用過程中應注意降噪及封水的問題，關鍵在于部件的密閉性，在產品與振動片之間應盡量減少振動所產生的噪音，以減少使用中對生活的影響；了解客戶需求；針對特定的用戶群體經行設計，設計出符合不同群體的外觀形態，為各種用戶群體量身打造；在設計過程中多加入情趣化設計，使其更適合家庭輕松的環境。對超聲波技術在工業產品中的應用的未來展望，筆者探索發現可以在超聲波清洗機上增加數碼顯示及自動斷電功能，防止過熱引發的機體破壞，同時加入散熱裝置，保證長時間有效工作；在清洗完畢后加入自動烘干功能，使產品烘干之后可以直接使用；還有工作時增加音樂播放功能，使清洗過程不再是枯燥乏味的事情，內部設置不同規格的內膽槽，可以對不同的物品進行清洗。外觀設計更趨人性化也將是未來超聲波清洗機的設計方向。