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精密制造工業清洗發展趨勢與技術創新

點擊次數:  更新時間:2019-01-23 09:12:16  【打印此頁】  【關閉

前言:
  年全球電子產業的規模已經達到了將近1.8萬億美元的規模,中國的占比達到38%,遙遙領先于排在第二位美國的13%.消費電子產品快速更新換代,給精密制造行業帶來了發展機遇,同時也對精密制造行業有了更高的要求.不同的制造工藝,需要不同的清洗方式來滿足新的需求。
  我們今天探討的話題是:
  "精密制造工業清洗發展趨勢與技術創新"

 一、精密制造工業清洗面臨的問題與挑戰


  1.1環境問題日益嚴峻
  我國是制造業大國,工業清洗是制造業不可或缺的環節,伴隨著制造業的迅猛發展,因工業清洗帶來的環境問題,也日益嚴重.比如:污水排放造成的水體污染,VOC廢氣排放造成的空氣污染等。


  1.2法律法規密集出臺
  針對環境問題,國家出臺了很多環保法律法規:《環境保護法》、《水法》、《固體廢物污染環境防治法》,2018年更是連續頒發了兩大重量級環保法律:《環境保護稅法》、《水污染防治法》。


  1.3環保執法力度空前
  "中央巡視組、環境監察部、回頭看、藍天保衛戰"等這些字眼,在媒體上頻繁出現.下面的兩組數據充分體驗國家對環保執法的的態度.可以說如今中國的制造業正面臨最嚴格環保法的挑戰。


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  圖1  2018年1月-9月全國環境處罰案件數據


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  圖2  2018年1月-9月廣東環境處罰案件嚴重的五類案件數據


二、精密制造工業清洗的發展現狀


  2.1工業清洗的分類
  工業清洗的分類方法比較多樣,常見的分類方法有以下幾種:
  按清洗方法:化學清洗、物理清洗、生物清洗;
  按清洗媒介:干式清洗、濕式清洗;
  按精細度:一般清洗、精密清洗、超精密清洗;
  按是否用水:水基清洗、半水基清洗、無水清洗。

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  圖3 工業清洗分類圖


  2.2各類型工業清洗的特性
  2.2.1水基、半水基清洗
  水基清洗劑包含:酸性、堿性和中性.大多是兌水使用,清洗劑費用低、清洗能力較強、應用范圍廣,是目前主流的工業清洗劑.部分水基清洗劑本身比較環保,但清洗工件過后仍需處理.水基清洗的明顯劣勢是,用水量極大,污水處理費用高,且部分難以處理.半水基清洗劑含有機溶劑、水和表面活性劑等成分,在少數特定的場合使用.用途不是很廣泛,市場上出現的較少。
  

       2.2.2無水清洗
  "無水清洗"指沒有用到純水及自來水的清洗方式.由于沒有用水,所以沒有污水排放."無水清洗"符合當下環保標準與理念,是較為環保的工業清洗方式.無水清洗歸納為三大類:鹵代烴清洗、碳氫清洗、物理清洗。


  鹵代烴清洗:氟利昂、三氯乙烯、二氯甲烷、141B等,由于破壞臭氧層、毒性大,對環境和人體都有巨大的危害,已經基本淘汰。


  物理清洗:激光清洗、干冰清洗、紫外線清洗、等離子清洗。


  激光清洗:是一種"綠色"的清洗方法,主要用來除銹、除舊漆面,應用于模具清洗、武器裝備、飛機、船舶等固定物件的清洗.較少應用于精密制造的零部件的清洗;干冰清洗:環保無毒、安全高效.但由于沖擊力大,主要用于清洗固定物件.不太適合用來清洗精密制造的零部件。


  紫外線清洗:主要應用于光學玻璃、硅晶片和帶有氧化膜金屬的清洗.主要清洗物體的氧化層.等離子清洗:主要是對物體表面活化,提高物體表面的粗糙度,提升后工藝(電鍍、噴涂)的結合力,但它無法去除明顯油污和臟污。


  碳氫清洗:既不破壞臭氧層,也沒有污水排放,環保無毒,對于油污清洗力強,對金屬無腐蝕,循環利用率高;同時它也有易燃、揮發慢、對極性臟污溶解力差等缺陷。
  從環保的角度來看,無水清洗中的物理清洗、碳氫清洗,更符合當下的環保要求.因此,我們應該選擇符合環保要求的品類進行技術創新.在精密制造領域,從清洗方式及工件來看,碳氫清洗是更符合實際生產需求的。


  三、精密制造工業清洗的技術創新


  3.1功能型碳氫的開發與應用
  碳氫清洗劑由于其環保的特性,在淘汰ODS產品,替代鹵代烴溶劑(氟利昂、三氯乙烯、二氯甲烷、141B等),在精密電子、3C行業已基本完成使命.碳氫清洗劑在替代除蠟水、替代水基清洗劑上,最大困難是,對極性臟污的溶解力弱.近些年,業內研發人員在碳氫清洗劑基礎上加入助溶劑和表面活性劑,來增強其對極性臟污的清洗力。配備真空清洗設備的情況下,碳氫清洗在精密制造領域取得了一定的突破。
  3.1.1真空鍍膜行業替代除蠟水
  在PVD真空鍍膜行業,以前的真空電鍍前清洗工藝使用的是三氯乙烯,除蠟水,草酸,水基清洗劑等非環保清洗劑.傳統水洗工藝并不符合當今環保要求,且存在水印殘留、合格率低、人工擦拭成本高的問題。


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  圖4  PVD十槽復合真空清洗工藝(水基+碳氫)


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圖5  PVD十三槽復合真空清洗工藝(水基+碳氫)


      上述清洗方式得到了PVD行業的龍頭企業的認可和采用,如:維達力、創隆、黃金屋等。


  3.1.2水鍍行業替代除蠟水
  傳統除蠟工藝難以符合要求越來越嚴的環保要求.三氯乙烯已限制使用,除蠟水COD值高,污水難以處理,排放量大;普通碳氫清洗劑無法去除拋光蠟。
  

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圖6 水鍍線上除蠟清洗工藝


  我們通過設計水鍍線上除蠟清洗工藝,不用除蠟水,解決COD超標及污水排放問題;徹底清洗盲孔工件、清洗品質更穩定。
  電池殼清洗替代水基清洗劑
  傳統動力電池殼水洗工藝,用水量巨大,污水處理費用高,排污量大,環保不達標.鋁材、拉伸工藝、拉伸油污重;普通碳氫清洗劑無法去除炭黑.通過加入助溶劑和表面活性劑 ,提高了對拉伸油和碳黑的清洗力。
  

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圖7 電池殼清洗替代水基清洗劑工藝


  上述的三個案例的分享說明了碳氫清洗劑通過技術創新,是能夠替代除蠟水和水基清洗劑.這樣類似的案例還有很多比如:除白灰、除指紋、提升表面張力等。
  

四、精密制造工業清洗的發展趨勢


  在嚴峻的環保形勢下,工業清洗技術的創新研發必定是往環保、節能、高效方向進行.精密制造工業清洗中的無水清洗更符合當下環保要求,碳氫清洗則更符合精密制造的生產使用要求.無水清洗在工業清洗的未來具有良好的前景與廣闊的市場,未來的環保執法只會越來越嚴,如果將來有更多業內人士加入碳氫清洗劑的技術研發,碳氫清洗則有機會成為無水清洗的代表品類。



文章來源:新球清洗,如需轉載請注明出處。


 

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