月: 2023年3月

Was ist ein Ätzmittel?

Ätzmittel ist ein Mittel, das Metalle und Metalloxide angreift und bei der Bearbeitung von Substraten und anderen Materialien verwendet wird. Im Vergleich zu Bearbeitungsmethoden wie dem Pressen ist das Ätzen eine Methode mit überlegenen Mikrofertigungseigenschaften und Nassätzverfahren unter Verwendung von Ätzmitteln sind kostengünstiger und leichter in Serie zu produzieren als Trockenätzungen unter Verwendung von Gasen. Die Art der Verbindung, die reagiert, hängt von der Art des Metalls ab, so dass das geeignete Ätzmittel je nach Substratmaterial ausgewählt wird.

Beachten Sie, dass Ätzmittel oft starke Säuren, starke Basen und giftige Verbindungen enthalten, so dass vor der Verwendung Schutzausrüstung und Sicherheitsmaßnahmen gewählt werden müssen.

Anwendungen von Ätzmitteln

Ätzen ist eine Methode zur Bearbeitung von Metallen wie Gold und Aluminium und Metalloxiden wie Indium-Zinn-Oxid (ITO) durch Abtragen im Tauchverfahren. Es gibt zwei Arten des Ätzens: das Trockenätzen, bei dem Gas usw. verwendet wird und das Nassätzen, bei dem das Metall in einer Lösung aufgelöst wird; beim Nassätzen werden Ätzmittel verwendet.

Im Vergleich zur Pressbearbeitung ermöglichen die Ätzverfahren eine Feinbearbeitung und werden daher bei der Herstellung von Leiterplatten, Halbleiterbauelementen und Displays eingesetzt. In der Produktion kommen zwei Verfahren zum Einsatz: das Trockenätzen, wenn eine präzise Bearbeitung erforderlich ist und das Nassätzen, wenn Kosten und Massenproduktion gefragt sind.

Ätzverfahren und Ätzmitteltypen

Das Trockenätzen ist eine Methode, bei der Gas oder Plasma für den Ätzvorgang verwendet wird. Es verfügt über hervorragende Mikrofertigungseigenschaften, erfordert jedoch besondere Bedingungen wie ein Vakuum, so dass die Kosten hoch sind und es sich nicht für die Massenproduktion eignet.

Beim Nassätzen hingegen werden Ätzmittel verwendet, die Verbindungen enthalten, die Metalle angreifen. Je nach Art des Metalls reagieren und lösen sich die verschiedenen Verbindungen unterschiedlich, so dass es eine Vielzahl von Ätzmitteln gibt.

Es gibt zum Beispiel starke Säuren wie Salzsäure und Salpetersäure, starke Basen wie Natriumhydroxid sowie solche, die Schwermetallionen mit hoher Oxidationskraft enthalten, wie Eisen(III)-chlorid.

Behandlung von Leiterplatten mit Ätzmitteln

Ein Beispiel für die Verwendung von Ätzmitteln ist die Behandlung von gedruckten Schaltungen. Da die strukturierte Oberfläche einer Leiterplatte aus Kupfer besteht, ist es notwendig, ein Ätzmittel zu wählen, das Kupfer angreift und auflöst. Drei im Handel erhältliche Lösungen werden hier vorgestellt:

• Ätzen mit einer wässrigen Eisen(III)-chloridlösung
  Reaktionsformel: 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2

  Dies ist eine gängige Methode, bei der dreiwertige Eisen-Ionen als Oxidationsmittel wirken. Diese Methode zeichnet sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit der Ätzung und niedrige Kosten aus. Allerdings fallen dabei viele Abwässer an, die Schwermetalle wie Kupfer enthalten, so dass die Kosten für die Abwasserbehandlung hoch sind.

• Ätzen mit einer Kupferdichloridlösung
  Reaktionsformel: CuCl2 + Cu → 2CuCl

  Die Ätzeigenschaften sind zwar schlechter als bei der oben beschriebenen Ätzung mit einer wässrigen Eisen(Ⅲ)chloridlösung, der Vorteil ist jedoch, dass das Ätzmittel wiederverwendet werden kann.

• Ätzen mit Ammoniumperoxodisulfat
  Reaktionsformel: Cu + (NH4)S2O8 → CuSO4 + (NH4)2SO4

  Da die Ätzrate allein nur langsam ist, wird ein Katalysator wie Silberionen verwendet. Als Peroxid zersetzt es sich leicht und ist instabil.

Behandlung des Ätzmittelabwassers

Da Ätzmittel Metalle ionisieren und auflösen, enthält die Flüssigkeit nach der Verwendung große Mengen an Schwermetallionen. Unbehandelte Abwässer dürfen daher nicht in die Umwelt gelangen. Daher wird die Behandlung von Ätzmittelabwässern im Allgemeinen an spezialisierte Abwasserbehandlungsunternehmen ausgelagert.

Da Ätzmittelabwässer auch starke Säuren und Basen enthalten, besteht bei der Lagerung von Behältern je nach Behältermaterial die Gefahr der Korrosion. Es ist daher wichtig, zunächst einen geeigneten Behälter mit chemischer Beständigkeit auszuwählen. Ätzmittel können Haut und Augen reizen, unabhängig davon, ob sie vor oder nach dem Gebrauch verwendet werden. Sicherheitsdatenblätter (SDS) sollten vor dem Umgang mit Ätzmitteln sorgfältig gelesen werden, und die entsprechende Schutzausrüstung sollte getragen und mit äußerster Vorsicht gehandhabt werden.

Was ist ein Ätzverfahren?

Das Ätzverfahren ist eine Technologie zur Bearbeitung von Metallblechen in verschiedene gemusterte Formen durch teilweises Auflösen oder Schneiden eines bestimmten Teils des zu bearbeitenden Blechs, Aushöhlen des bestimmten Teils des Blechs oder Verdünnen des Blechs auf eine bestimmte Dicke.

Merkmale des Ätzverfahrens

Mit dem Ätzverfahren können komplexe Muster mit hoher Präzision bearbeitet werden, selbst auf extrem dünnen oder kleinen Blechen. Es gibt viele Arten von Metallen, die bearbeitet werden können und es wird häufig bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen wie Halbleitern und Teilen für medizinische Geräte eingesetzt.

Neben rostfreiem Stahl, Kupfer und Eisen können auch Molybdän und Titan im Ätzverfahren bearbeitet werden und da jedes Metall seine eigene spezifische Anwendung hat, ist es wichtig, das am besten geeignete Metall auszuwählen.

Der Vorteil des Ätzverfahrens ist, dass es schnell und kostengünstig durchgeführt werden kann, es hat aber auch den Nachteil, dass es nicht für die Massenproduktion geeignet ist.

Anwendungen von Ätzverfahren

Mit dem Ätzverfahren lassen sich feine Muster bearbeiten, die mit dem Pressverfahren nicht zu bewältigen sind und dünne Werkstücke mit extrem hoher Präzision bearbeiten. Aus diesem Grund wird es bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen, aus denen die oben genannten Halbleiter und andere elektronische Bauteile bestehen, bei medizinischen Geräten und anderen Teilen sowie bei der Strukturierung von Heizdrähten (SUS-Folie) für dünne Heizungen eingesetzt.

Natürlich werden viele Ätzverfahren in Produkte eingebaut, die viele Komponenten vereinen, wie z. B. elektronische Geräte und Automobile. Es eignet sich auch für die Herstellung von Produkten, die Präzision erfordern, wie z. B. allgemeine Haushaltswaren, Einrichtungsgegenstände und Kleidung.

Funktionsweise des Ätzverfahrens

Beim Ätzverfahren wird auf dem Blech als Arbeitsmaterial ein Schutzfilm gebildet, auf den die herzustellende Form übertragen wird und die Teile des Blechs ohne Schutzfilm werden aufgelöst oder ausgeschnitten. Anschließend wird das Blech ausgehöhlt oder auf eine bestimmte Dicke gedünnt und zu verschiedenen Musterformen verarbeitet.

Das eigentliche Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

1. Plattenherstellung
Zwei Grundplatten werden entsprechend der zu erstellenden Musterform mit CAD erstellt. Dies geschieht, um das zu bearbeitende Material zwischen den beiden Grundplatten einzuklemmen. An dieser Stelle wirken sich Abweichungen in den Abmessungen der Grundplatten stark auf die Qualität des Endprodukts aus, so dass bei der Herstellung der Grundplatten Präzision gefragt ist.

2. Laminierverfahren
Hierbei handelt es sich um das Auftragen von Fotolack, um eine Schutzschicht auf dem zu bearbeitenden Blech zu bilden; dieser Vorgang wird Laminieren genannt. Fotoresist ist eine lichtempfindliche Substanz, die in späteren Prozessen die Form des Musters auf das zu bearbeitende Blech überträgt und die nicht zu entfernenden Teile des Blechs vor dem Ätzen schützt.

Da der Grad der Haftung zwischen Blech und Fotolack die Qualität nach der Bearbeitung stark beeinflusst, ist es üblich, das zu bearbeitende Blech vor dem Auftragen des Fotolacks zu entfetten und zu reinigen.

3. Verfahren zur Übertragung der Form des Musters
Das Metallblech, auf das der Fotolack aufgebracht wird, wird zwischen die Grundplatte geschoben und mit UV-Licht bestrahlt. Der Fotolack in dem Bereich, der nicht von der Grundplatte abgeschattet wird, wird dann photosensibilisiert, wodurch die Musterform der Grundplatte auf die zu bearbeitende Metallplatte übertragen wird.

4. Ätzverfahren
Zunächst wird der Fotolack aus dem zu bearbeitenden Bereich durch Ätzen entlang des auf der Oberfläche des Werkstücks entstandenen Musters entfernt. Wenn das Metall dann mit einer Ätzlösung besprüht wird, die das Metall auflöst, werden nur die Bereiche des zu bearbeitenden Blechs aufgelöst, an denen der Fotolack entfernt wurde, so dass nur die Form des Musters übrig bleibt. Schließlich wird der Fotolack vom gesamten Werkstück entfernt.

Arten von Ätzverfahren

Es gibt zwei Arten von Ätzverfahren: das Nassätzen, bei dem eine Ätzlösung wie oben beschrieben verwendet wird und das Trockenätzen, bei dem mit reaktivem Ionen- oder Plasmagas reagiert wird.

1. Nassätzen

Das Nassätzen ist ein Verfahren, bei dem eine Musterform durch Reaktion einer chemischen Lösung auf einem Werkstück erhalten wird, auf das Fotolack in einer vorbestimmten Musterform, wie oben beschrieben, übertragen worden ist. Diese Methode ist in der Halbleiterfertigung weit verbreitet, zum Beispiel beim Badge-Nassätzen, bei dem mehrere Werkstücke in eine chemische Lösung getaucht werden.

Es hat den Vorteil einer hohen Produktivität, da mehrere Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden können, ist aber prinzipiell nicht für die Bearbeitung ultrafeiner Musterformen geeignet, da es auch die Unterseite des Fotolacks erodiert und auflöst.

2. Trockenätzen

Das Trockenätzen ist ein Verfahren, bei dem reaktives Ionen- oder Plasmagas mit dem Werkstück, auf das Fotolack in einer vorgegebenen Musterform übertragen wurde, reagiert und die Bereiche, in denen sich kein Fotolack befindet, abschneidet, um die vorgegebene Musterform zu erhalten. Beim Trockenätzen werden reaktive Ionen- oder Plasmagase senkrecht zum Fotoresist beschossen, um das Werkstück zu schneiden.

Mit anderen Worten: Während das Nassätzen ein isotropes Ätzverfahren ist, ist das Trockenätzen ein anisotropes Ätzverfahren. Außerdem erodiert das Gas prinzipiell senkrecht zum Fotolack, so dass das Gas beim Trockenätzen nicht wie beim Nassätzen die Unterseite des Fotolacks erreicht, wodurch es sich besser für die Bearbeitung ultrafeiner Musterformen eignet als das Nassätzen.

Weitere Informationen zu Ätzverfahren

Integrierte Schaltungen und Ätzverfahren

Ätzverfahren werden häufig bei der Herstellung integrierter Schaltungen eingesetzt, bei denen dreidimensionale Strukturen schichtweise aufgebracht werden. Da die dreidimensionalen Strukturen, aus denen integrierte Schaltungen bestehen, sehr feine Musterformen aufweisen, wird nicht nur das Nassätzen, sondern auch das Trockenätzen eingesetzt, um eine feinere Bearbeitung zu ermöglichen.

Es ist wichtig, je nach erforderlicher Produktivität und Integrationsgrad (Feinheit der Strukturierung) das geeignete Ätzverfahren auszuwählen (Nassätzen oder Trockenätzen).

Was ist ein Entlüftungsfilter?

Ein Entlüftungsfilter ist eine Vorrichtung, die externen Staub entfernt und gleichzeitig den Innendruck eines Öltanks aufrechterhält.

Entlüftungsfilter werden im Englischen auch als „Air Breather“ bezeichnet. Es handelt sich um eine Art von Hydraulikausrüstung, die hauptsächlich über ölgefüllten Tanks wie Vorratstanks und Hydrauliköltanks installiert wird.

Sie haben einen eingebauten Filter, um Staub von außen zu entfernen. Die Deckel bestehen aus Legierungen, Harzen oder anderen Materialien mit ausgezeichneter Haltbarkeit und anderen Eigenschaften. Der Deckel kann mit einer Rändelschraube abgenommen werden, und viele Produkte sind einfach aufgebaut, um die Wartung zu erleichtern.

Anwendungen von Entlüftungsfiltern

Entlüftungsfilter werden hauptsächlich in der Industrie eingesetzt. Sie werden in Industrieanlagen eingesetzt, z. B. in Tanks mit eingebautem Öl. Nachfolgend einige Beispiele für den Einsatz von Luftentlüftern:

• Elektrische Geräte wie Generatoren und ölgefüllte Transformatoren
• Große Untersetzungsgetriebe mit Ölumlauf
• Hydrauliktanks in Hydraulikaggregaten

Wie oben beschrieben, werden sie in Tanks und Geräten eingesetzt, die große Mengen Öl enthalten. Generatoren und ölgefüllte Transformatoren, die mit Spannungen oberhalb der Hochspannung arbeiten, verwenden Isolieröl zur Isolierung der internen Wicklungen. Isolieröl in elektrischen Geräten kann auch Silikagel zur Feuchtigkeitsabsorption enthalten, da Feuchtigkeitsverunreinigungen die Isolierung beeinträchtigen können.

Große Untersetzungsgetriebe beispielsweise sind häufig mit einer großen Ölmenge ausgestattet, die für die Schmierung der Zahnräder verwendet wird. Da die Temperatur des Schmieröls durch die Drehbewegung allmählich ansteigt, kann es über einen Wärmetauscher oder ähnliches gekühlt werden. Luftentlüfter werden daher in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z. B. in Werkzeugmaschinen, in der Energieerzeugung und in Umspannwerken.

Funktionsweise der Entlüftungsfilter

Entlüftungsfilter werden auf einen Hydrauliköltank oder Vorratsbehälter montiert. Das Ölvolumen im Tank dehnt sich aufgrund von Temperaturschwankungen und anderen Faktoren aus und zieht sich zusammen, sodass eine Abdichtung des Tanks zu einer Verformung des Tanks und zu Schäden an der Entnahmepumpe führen kann. Um einen konstanten Druck im Inneren des Tanks aufrechtzuerhalten, ist es daher üblich, Ansaug- und Auslassöffnungen anzubringen.

Wird jedoch Außenluft zugeführt, so werden Staub und andere Partikel in den mit Öl gefüllten Tank gesaugt. Um zu verhindern, dass sich das Öl zersetzt und die Peripheriegeräte durch Staub beschädigt werden, werden an den Öffnungen Entlüftungsfilter angebracht, um die Luft zu filtern. Dadurch werden Staub und Fremdkörper aus der Umgebungsluft beim Ansaugen der Luft entfernt.

Entlüftungsfilter bestehen im Wesentlichen aus einem Filterelement, einem Deckel und einem Gehäuse. Das Filterelement filtert Staub und Fremdkörper aus der Außenluft. Es wird Filterpapier oder Metallgewebe verwendet.

Das Gehäuse und der Deckel sind Teile, die die Außenluft in das Filterelement leiten, während der Luftentlüfter am Tank befestigt wird. Die Befestigung erfolgt in der Regel durch Verschraubung. Das Material ist eine robuste Substanz wie Metall oder Hartplastik, mit einer inneren Gummidichtung oder ähnlichem zur Sicherung des Filterelements.

Auswahl eines geeigneten Entlüftungsfilters

Entlüftungsfilter werden nach Befestigungsart, Befestigungsdurchmesser, Luftdurchsatz und Material ausgewählt.

1. Befestigungsart

Üblicherweise werden Einschraubsysteme verwendet. Wenn eine Flanschbefestigung erforderlich ist, kann dies beispielsweise durch die Herstellung eines Flansches mit einer Aussparung erreicht werden. Der Einbaudurchmesser ist der Schraubendurchmesser, an dem der Luftentlüfter befestigt werden soll, und wird entsprechend den Abmessungen der Öffnungsschraube gewählt.

2. Luftdurchsatz

Der Luftdurchsatz ist die Luftmenge, die der Luftentlüfter entlüften kann. Die Luftdurchsatzleistung wird durch das Produkt bestimmt. Wählen Sie ein Produkt mit einem höheren zulässigen Wert als dem erwarteten Luftdurchsatz.

3. Werkstoff

Unter Material versteht man das Material des Gehäuses und des Filterelements. Das Material und die Grobkörnigkeit des Filterelements bestimmen die abzuscheidende Staubkörnigkeit, wählen Sie also ein Produkt mit der erforderlichen Filterkapazität. Das Material des Gehäuses und des Filters wirkt sich auch direkt auf die zulässige Temperatur aus, sodass bei hohen Betriebstemperaturen Metallprodukte vorzuziehen sind.

Weitere Informationen zu Entlüftungsfilter

Reinigung des Entlüftungsfilters

Wird der Entlüftungsfilter ohne Reinigung verwendet, wird er schmutzig und verstopft. Dadurch wird der Tank undicht und der Innendruck steigt an, was direkt zu einer Beschädigung des ölgefüllten Tanks führt.

Wenn der Innendruck des Tanks niedriger ist als der atmosphärische Druck, besteht außerdem die Gefahr, dass zu viel Luft in das Öl strömt und sich Blasen bilden. Wenn Luftblasen im Öl in die Absaugpumpe fließen, kann Kavitation die Pumpe beschädigen. Gelangen aufgrund eines Pumpenschadens Fremdkörper oder andere Gegenstände in das Öl, kann dies zu Fehlfunktionen in verschiedenen hydraulischen Geräten führen.

Wartungsarbeiten wie die regelmäßige Reinigung oder der periodische Austausch von Belüftungsfilterelementen und Verschlüssen sind daher sehr wichtig.

Was ist eine Luftdüse?

Eine Luftdüse ist eine Düse, die am Ende einer Druckluftleitung angebracht ist.

Sie wird zum Einblasen oder Zuführen von Druckluft mit einer bestimmten Richtung, Menge und Stärke des Gasflusses verwendet. Beachten Sie, dass die Form des Strahls aus der Düse von der jeweiligen Anwendung abhängt.

Da sich die Durchflussmenge und der Sprühwinkel mit dem Betriebsdruck ändern, sind für jede Düse Standardbetriebsdrücke und entsprechende Drücke definiert. Die diesen Drücken entsprechenden Durchflussmengen und Sprühwinkel sind als Katalogwerte angegeben.

Anwendungen von Luftdüsen

Luftdüsen werden eingesetzt, um Öl, Wassertropfen, Späne usw. zu entfernen, um die Reinigungszeit zu verkürzen oder um erhitzte Gegenstände zu erwärmen, zu kühlen oder zu trocknen, indem temperaturgesteuerte Luft auf die Oberfläche geleitet wird.

In der Industrie werden sie häufig in Massenproduktionsanlagen eingebaut oder an Förderbändern zu Reinigungs-, Heiz- und Kühlzwecken installiert. Sie werden auch an Luftschleiern und Luftduschen angebracht, die an den Eingängen zu Reinräumen, z. B. in Prüflabors und Lebensmittelfabriken, installiert sind.

Funktionsweise der Luftdüsen

Die Funktionsweise der Luftdüsen ist einfach. Indem sie am Ende einer Druckluftleitung angebracht wird, definiert sie die Richtung, in die die Druckluft strömt und verhindert den Verlust durch Scherung mit der Außenluft, so dass die Druckluftenergie auf das Objekt gesprüht werden kann, ohne sie zu verschwenden.

Einige Luftdüsen nutzen auch die Außenluft, die von der mit hoher Geschwindigkeit eingespritzten Druckluft mitgerissen wird und den Druckabfall aufgrund des Bernoulli-Theorems. Es gibt noch viele andere Typen, z. B. solche, die darauf abzielen, Außenluft anzusaugen und die Durchflussmenge zu erhöhen.

Auswahl einer Luftdüse 

Die Auswahl von Luftdüsen kann in drei Hauptschritte unterteilt werden:

1. Prüfung von Abstand, Breite und Länge

Zunächst sollten der Abstand, die Breite und die Länge, die zum Ausblasen der Luft erforderlich sind, geprüft und bestätigt werden. Je weiter, breiter und stärker die Luft eingeblasen wird, desto höher sind natürlich der Druck und die Luftmenge.

Diese Werte sind in den Katalogangaben der Luftdüse aufgeführt, so dass die Luftdüse anhand dieser Werte ausgewählt werden kann.

2. Überprüfung der Verrohrung und des pneumatischen Kreislaufs

Überprüfen Sie als Nächstes die Verrohrung und den pneumatischen Kreislauf, in dem die Luftdüsen installiert werden sollen. Wenn die Rohrleitungen von der Pumpe bis zu den Luftdüsen lang sind, viele Bögen und Abzweigungen haben oder die Rohre unterschiedlich dick sind, variiert auch der Druck am Ende.

Der Betriebsdruck wird anhand des Verrohrungsplans abgeschätzt und es wird geprüft, ob Pumpe, Kompressor, Verrohrung und Luftdüsen in der Lage sind, die erforderliche Durchflussmenge zu liefern. Selbst wenn die Luftdüsen den Spezifikationen entsprechen, können sie nur dann ihre Leistung erbringen, wenn die Rohrleitungen und pneumatischen Kreisläufe ihre Leistungsfähigkeit voll ausspielen können.

3. Vorhersage von Druck und Durchflussmenge

Der Druck wird auf der Grundlage des Düsenansatzpunktes der Rohrleitung definiert. Daher wird bei der Messung des Arbeitsdrucks der Druck in der Nähe der Luftdüse als Referenz verwendet.

Die Durchflussmenge ist als das Volumen oder die Masse der in einer Zeiteinheit fließenden Flüssigkeit mit der Einheit l/min im SI-Einheitensystem definiert. Wenn die Durchflussmengen an zwei Stellen Q1 und Q2 und ihre Drücke P1 und P2 sind, ergibt sich die folgende Beziehung:

Q1:Q2 = √P1:√P2

Das bedeutet, dass mit steigendem Druck auch die Durchflussmenge zunimmt. Die erforderliche Durchflussmenge kann daher je nach Verwendungszweck vorhergesagt werden und die Anzahl der Luftdüsen und die Form der Düsen können auf der Grundlage dieser Vorhersage ausgewählt werden. Beachten Sie jedoch, dass die obige Formel weder die Kompressibilität noch die Viskosität der Luft berücksichtigt.

Weitere Informationen zu Luftdüsen

Besondere Sorgfalt bei der Auswahl von Luftdüsen 

Wenn Sie bei der Auswahl einer Luftdüse besondere Sorgfalt walten lassen wollen, sollten Sie darauf achten, dass die Luftdüse einen möglichst geringen Volumenstrom verbraucht. Druckluft ist nicht billig und verursacht erhebliche Stromkosten. Durch eine möglichst verlustarme Konstruktion der Luftdüse lässt sich der Durchfluss einsparen.

Durch die Verringerung der Verluste aufgrund von Turbulenzen wird auch der Lärm reduziert. Durch eine genaue Prüfung der Leistung der von verschiedenen Unternehmen angebotenen Luftdüsen unter Berücksichtigung der erforderlichen Schlagkraft und Durchflussmenge kann die am besten geeignete Düse ausgewählt werden.

Was ist eine Luftblasdüse?

Eine Luftblasdüse ist eine Düse, die Druckluft oder Gas verwendet, um Luft mit hoher Geschwindigkeit zu blasen.

Durch intensives Blasen von Luft können Schmutz und Staub von der Oberfläche von Gegenständen entfernt und getrocknet werden. Luftblasdüsen verbrauchen die Luft effizient und können mitunter Energie für Kompressoren und andere Geräte einsparen.

Anwendungen von Luftblasdüsen

Luftblasdüsen sind weit verbreitete Geräte für industrielle Anwendungen. Sie werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, von der Automobilindustrie bis zur Lebensmittelindustrie.

1. Wartung

Bei Wartungs- und Reinigungsarbeiten entfernen sie Staub und Schmutz von Maschinen- und Produktoberflächen. Manchmal werden sie auch zum Entstauben menschlicher Körper verwendet.

2. Kühlung von Gegenständen

Luft kann zur Kühlung von Gegenständen verwendet werden. Sie werden in Anlagen installiert, in denen eine schnelle Abkühlung erforderlich ist, z. B. in Kunststoffverarbeitungs- und -formungsanlagen oder in Anlagen zum Transport von Gussprodukten. Sie werden auch eingesetzt, wenn z. B. Luftdruck zur Abwehr von Fremdkörpern verwendet wird.

3. Automobilindustrie

Luftblasdüsen werden in der Automobilindustrie eingesetzt, um z. B. lackierte Oberflächen schnell zu trocknen. Lebensmittelindustrie-Luftblasdüsen werden in der Lebensmittelindustrie zum Trocknen von Obst und Gemüse eingesetzt. Sie werden auch zum Trocknen von Banknoten und Kleidung eingesetzt.

Funktionsweise von Luftblasdüsen

Luftblasdüsen sind im Allgemeinen so konstruiert, dass Druckluft oder Gas aus einem engen Rohr, in das sie eingeblasen wird, zu einer breiten Öffnung strömt. Dieser schmale Rohrabschnitt wird als Düsenhals bezeichnet, in dem die komprimierte Luft auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt wird. Die Vorderkante, die sich vom Düsenhals aus erstreckt, wird als Düsenverteiler bezeichnet, in dem die Luft verlangsamt und der Druck verringert wird.

Diese Geschwindigkeitsänderung bewirkt, dass die aus der Luftblasdüse geblasene Luft mit höherer Geschwindigkeit strömt. Luftblasdüsen nutzen diesen Luftstrom für die oben genannten Anwendungen.

Einige Luftblasdüsen können auch so eingestellt werden, dass sie Luft in jede beliebige Richtung blasen. Durch Verstellen der beweglichen Teile kann der aus der Luftblasdüse austretende Luftstrom angepasst werden.

Auswahl einer Luftblasdüse 

Bei der Auswahl einer Luftblasdüse ist es wichtig, auf die folgenden Punkte zu achten:

1. Form

Die Form der Luftblasdüse sollte entsprechend ihrem Verwendungszweck gewählt werden. Dünne röhrenförmige Produkte können in enge Lücken eindringen und dort arbeiten. Dagegen können breite, fächerförmige Produkte große Bereiche abdecken.

2. Auslassgröße

Die Größe des Auslasses sollte entsprechend dem verwendeten Luftdruck und der Blasmenge gewählt werden. Im Allgemeinen sollte der Innendurchmesser des Auslasses so gewählt werden, dass er proportional zum verwendeten Luftdruckwert ist. Die Hersteller von Luftblasdüsen können ein Diagramm zur Verfügung stellen, das das Verhältnis zwischen dem inneren Durchmesser des Auslasses und dem Luftdruck zeigt.

In einigen Bereichen, wie z. B. bei Elektronikherstellern und in der Automobilindustrie, kann die Auslassgröße sehr klein sein.

3. Luftdruck

Die Auswahl sollte auf der Grundlage des verwendeten Luftdrucks erfolgen. Luftblasdüsen können je nach Häufigkeit der Verwendung und der Umgebung, in der sie eingesetzt werden, schnell verschleißen.

Die Verwendung von Luftblasdüsen, die für den entsprechenden Luftdruck ausgelegt sind, kann die Lebensdauer der Luftblasdüse selbst verlängern. Außerdem ist es wichtig, Luftblasdüsen aus langlebigen Materialien und Konstruktionen zu wählen.

4. Rohrleitungsanschlüsse

Die Anschlussöffnung der Luftblasdüse an die Rohrleitung der Luftquelle muss ebenfalls ausgewählt werden. Wählen Sie eine Anschlussöffnung, die dem Durchmesser der Rohrleitung entspricht. Es ist auch notwendig, das Anschlussstück und die Anschlussmethode entsprechend dem Druck der Luftquelle zu wählen.

Auch die Leichtigkeit des Anschlusses muss berücksichtigt werden. Die Wahl eines leicht zu verbindenden Anschlusses, z. B. eines One-Touch-Anschlusses kann die Arbeitszeit verkürzen.

5. Optionen

Luftblasdüsen blasen Luft mit hoher Geschwindigkeit aus, was bei unsachgemäßer Verwendung zu Verletzungen führen kann. Die Wahl einer Luftblasdüse mit entsprechender Schutzausrüstung gewährleistet die Sicherheit.

Es gibt auch Luftblasdüsen, die gesteuert werden können, um die Luftmenge zu regulieren und um zu sprühen und zu stoppen. Es sollten Produkte mit den erforderlichen Optionen gewählt werden.

Was ist ein Luftfilter?

Ein Luftfilter ist ein Bauteil, das feine Partikel aus der Luft filtert.

Verschiedene Stoffe sind in der Luft als feine Partikel, so genannte Aerosole, vorhanden. Diese Stoffe führen zu Funktionsstörungen und Produktivitätseinbußen bei Industrieprodukten. Außerdem stellen sie eine Gefahr für die Gesundheit dar, wenn sie in die Lunge eingeatmet werden.

Luftfilter sind Komponenten, die diese Verunreinigungen entfernen.

Anwendungen von Luftfiltern

Luftfilter werden verwendet, um die in der Luft befindlichen Mengen herauszufiltern. Spezifische Anwendungen sind wie folgt:

1. Luftfilter für Kraftfahrzeuge

Sie werden verwendet, um zu verhindern, dass Luftverunreinigungen in den Motor eines Kraftfahrzeugs gesaugt werden.

2. Luftfilter für Klimaanlagen

Dieser entfernt in der Luft lauernde Partikel und sorgt für saubere Luft. Es sind auch Produkte erhältlich, die Schimmel und Viren entfernen.

3. Luftfilter für Reinräume

Diese Filter werden verwendet, um unsichtbaren Staub und andere Partikel in Reinräumen zu entfernen, in denen elektronische Geräte montiert werden. Es werden hochleistungsfähige Luftfilter verwendet.

Funktionsweise von Luftfiltern

Luftfilter können je nach ihrer Leistung in verschiedene Typen eingeteilt werden, aber die Funktionsweise unterscheidet sich je nach Typ:

1. Luftfilter für Grobstaub

Diese Filter fangen Partikel mit einem Durchmesser von 5 µm oder mehr auf. Das verwendete Material ist ein Vlies aus chemischen Fasern oder Glasfasern. Die Struktur kann plattenförmig sein. 

2. Luftfilter für mittlere Leistungen

Diese Filter fangen Partikel mit einem Durchmesser von 1 µm bis 5 µm auf. Zu den Materialien gehören Glasfasern. Es sind plissierte oder beutelförmige Filter erhältlich. 

3. Quasi-HEPA-Filter 

Quasi-HEPA-Filter (HEPA: High Efficiency Particulate Air) sind in der Lage, 90 % bis 95 % oder mehr der Partikel mit einem Zieldurchmesser von 0,3 µm aufzufangen, sie werden hergestellt aus feinen Glasfasern und anderen Materialien. 

4. HEPA-Filter 

Dieser kann 99,97 % oder mehr der Partikel mit einem Zieldurchmesser von 0,3 µm auffangen und wird hergestellt aus feinen Glasfasern.

5. ULPA-Filter 

Der ULPA-Filter (ULPA: Ultra Low Penetration Air) ermöglicht die Abscheidung von mindestens 99,9995 % der Partikel mit einem Zieldurchmesser von 0,15 µm und wird hergestellt aus feinen Glasfasern.

Leistung des Luftfilters

Die folgenden drei Indikatoren für die Leistung von Luftfiltern werden verwendet:

1. Druckabfall

Wenn eine verunreinigte Flüssigkeit durch einen Filter strömt, wird im Flüssigkeitsstrom ein Widerstand erzeugt, um die Verunreinigung zu entfernen. Der Unterschied im Luftdruck durch den Filter bei einer bestimmten Luftstromrate ist der Druckabfall.

Er kann berechnet werden, indem die Differenz des Luftdrucks am Ein- und Ausgang des Filters gemessen wird. Der Druckverlust ist auch ein Energieverlust und muss daher so gering wie möglich gehalten werden.

2. Wirkungsgrad

Je nach Größe der Verunreinigung wird der Filter so dimensioniert, dass er diese entfernen kann. So wird zum Beispiel ein feines Drahtgewebe für kleine Verunreinigungen und ein grobes Drahtgewebe für größere Verunreinigungen verwendet. Die Effizienz des Filters besteht also darin, je nach Verunreinigung unterschiedliche Größen und Typen von Filtern zu verwenden.

3. Nutzungsdauer　

Das Filtermaterial in Luftfiltern verschlechtert sich im Verhältnis zur gefilterten Luftmenge. Sie verstopfen, wenn sich eine bestimmte Menge an gesammeltem Staub ansammelt. Dies ist gefährlich, denn wenn sich eine bestimmte Staubmenge angesammelt hat, steigt der Druckabfallwert rasch an und die Staubabscheideleistung lässt nach. Hochleistungsfilter, die feine Verunreinigungen filtern, müssen in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden. Dies ist die Lebensdauer des Filters.

Weitere Informationen zu Luftfiltern

Unterschiede zwischen Luftfiltern und Tropfenabscheidern

Luftfilter entfernen auch Fremdkörper, Feuchtigkeit und Öl aus der Luft. Im Gegensatz dazu haben Tropfenabscheider eine bessere Ölabscheidekapazität als normale Filter.

Luftfilter müssen vor dem Regler installiert werden, um zu verhindern, dass Fremdkörper in die Magnetventile und Zylinder gelangen. Im Gegensatz dazu werden Tropfenabscheider zwischen oder hinter den Reglern eingebaut.

Luftfilter sind vorgeschrieben, um Fremdkörper zu entfernen, während Tropfenabscheider entsprechend der sekundärseitigen Ausrüstung installiert werden. Wenn zum Beispiel Durchflusssensoren installiert sind, sind Tropfenabscheider unerlässlich, da Öl in der Luft zu Fehlfunktionen führen kann.