+7 (913) 081-00-00 +7 (3854) 43-25-81 vnh@u-sonic.ru г. Бийск, ул. имени Героя Советского Союза Трофимова, 27, к. Б

Ультразвуковое распыление жидкостей

Монодисперсный аэрозоль 10–100 мкм для нанесения покрытий, дозирования и лабораторных исследований — без забивания форсунок

Запросить консультацию
До 1000 атм, до 5000 К Акустическая кавитация
20–40 кГц Рабочая частота
30–100 мкм Амплитуда колебаний

Проблемы и решения

Пневматические и гидравлические форсунки создают проблемы при прецизионном нанесении покрытий:

Пневматическая форсунка забивается при распылении суспензий и вязких жидкостей

Ультразвуковая распылительная головка вибрирует — самоочистка в процессе. Частицы до 50 мкм проходят без засорения

Форсунка высокого давления даёт широкий разброс капель и перерасход жидкости

Ультразвук формирует монодисперсный аэрозоль — все капли одного размера. Расход материала снижается на 40–60%

Капли от форсунки отскакивают от подложки — потери до 60% дорогого состава

Ультразвуковой аэрозоль осаждается мягко — скорость капель менее 1 м/с. Коэффициент переноса до 99%

Неравномерное покрытие — брак при нанесении фоторезистов и защитных слоёв

Ультразвуковое распыление даёт равномерную толщину ±2% по всей поверхности. Повторяемость от образца к образцу

Преимущества

Ультразвуковое распыление даёт измеримые преимущества перед форсуночными методами:

  • Монодисперсный аэрозоль

    Все капли одного размера — от 10 до 100 мкм. Узкое распределение: ±5% от номинала. Недостижимо для форсунок.

  • Коэффициент переноса до 99%

    Капли осаждаются мягко, без отскока и туманообразования. Расход дорогостоящих покрытий снижается на 40–60%.

  • Не забивается суспензиями

    Вибрация распылительной поверхности предотвращает налипание и засорение. Работает с частицами до 50 мкм.

  • Равномерность покрытия ±2%

    Толщина слоя одинакова по всей поверхности. Повторяемость от детали к детали — идеально для серийного производства.

  • Регулировка размера капель

    Размер капель задаётся частотой: 20 кГц — 60–100 мкм, 40 кГц — 30–60 мкм, 120 кГц — 10–30 мкм. Меняется мгновенно.

  • Расход не зависит от дисперсности

    Скорость подачи жидкости и размер капель регулируются независимо. В форсунках — жёсткая связь через давление.

Области применения

Ультразвуковые распылители работают в отраслях, где критичны точность и экономия материала:

  • Нанесение покрытий в электронике

    Равномерное нанесение фоторезистов, адгезивов, защитных и функциональных покрытий на платы и микросхемы.

  • Медицина и фармацевтика

    Нанесение лекарственных покрытий на имплантаты и стенты, формирование аэрозолей для ингаляционной терапии.

  • Лабораторные исследования

    Дозированное распыление образцов в масс-спектрометрии, аналитической химии и пробоподготовке.

  • Производство порошков и микросфер

    Сушка ультразвукового аэрозоля с получением частиц контролируемой морфологии для 3D-печати и катализа.

Как работает ультразвуковое распыление

Ультразвуковая распылительная головка состоит из пьезокерамического преобразователя и вибрирующей поверхности (мембраны или насадки). Генератор подаёт высокочастотный сигнал — преобразователь колеблет поверхность с частотой 20–120 кГц и амплитудой 1–10 мкм.

Жидкость подаётся на вибрирующую поверхность через перистальтический насос или самотёком. На поверхности формируются капиллярные волны, с гребней которых отрываются капли строго определённого размера. Размер капли зависит от частоты: чем выше частота, тем мельче капля.

Сравнение методов промышленного распыления

Параметр Ультразвуковое распыление Пневматическая форсунка Гидравлическая форсунка
Размер капель 10–100 мкм, узкий спектр 20–300 мкм, широкий спектр 100–500 мкм
Коэффициент переноса До 99% 40–60% 60–80%
Забивание сопла Нет (вибрация очищает) Часто Часто
Давление жидкости Атмосферное 2–6 бар (воздух) 20–200 бар
Регулировка расхода Независимо от размера капель Давлением (связано) Давлением (связано)
Энергопотребление 10–500 Вт 1–5 кВт (компрессор) 1–10 кВт (насос)

Ультразвук выигрывает по точности, экономичности и стабильности. Для задач, где критичны равномерность покрытия и экономия материала, альтернативы нет.

Видеоматериалы

Демонстрация работы оборудования в реальных условиях

Ультразвуковое распыление с подачей воздуха

Аппарат ультразвукового распыления серии «ТУМАН-Н…

Ультразвуковое распыление для нанесения покрытий

Высокопроизводительное высокодисперсное ультразву…

Высокочастотное ультразвуковое распыление - 80 кГц
Больше видео на нашем канале

Рекомендуемое оборудование

Распылительные головки на частоты 20, 40, 60, 120 кГц и выше. Мощность 10–500 Вт. Исполнения: погружные, проточные, со встроенным воздушным обдувом для направления аэрозоля. Кластерные сборки для промышленной производительности.

Ультразвуковой технологический аппарат серии «Туман-Н»
Модель УЗР-0,15/22-О
Высокодисперсное распыление жидкостей различной вязкости.
325 000 ₽
Ультразвуковой технологический аппарат серии «Туман-Н»
Модель УЗР-0,15/22-О
Высокопроизводительное высокодисперсное распыление жидкостей различной вязкости
450 000 ₽
Ультразвуковой технологический аппарат серии «Туман-Н»
Модель УЗР-0,1/40-ОМв
Высокодисперсное распыление жидкостей при сушке кофе, молока, молочных продуктов, растительных лекарственных препаратов, полировального состава в эле…
325 000 ₽
Ультразвуковой технологический аппарат серии «Туман-Н»
Модель УЗР-0,1/44-ОСв
Высокодисперсное распыление жидкостей, в частности, для напыления фоторезиста.
500 000 ₽
Ультразвуковой технологический аппарат серии «Туман-В»
Модель УЗР-0,1/80-ОМ
Высокодисперсное распыление жидкостей. Наличие системы формирования факела заданной формы, при помощи подачи воздуха под давлением. Формирование факе…
550 000 ₽
Ультразвуковой технологический аппарат серии «Туман-В»
Модель УЗР-0,1/160-ОМв
Высокодисперсное распыление жидкостей ультразвуковыми колебаниями высокой частоты.
700 000 ₽
Перейти в каталог

Научные материалы

Монографии, публикации, патенты, лекии и результаты научно-исследовательских работ по данной технологии.

Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском …

Хмелёв В.Н., Попова О.В. 160 стр.

Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности

В.Н. Хмелев, А.Н. Сливин, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыг… 203 стр.

Ультразвук. Распыление жидкостей

В.Н. Хмелев, А.В. Шалунов, А.В. Шалунова 273 стр.
Все монографии

Исследование процесса распылительной сушки кисломолочных продуктов с применением ультразвуковых кол…

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Голых Р.Н., Доровских …

Способ кавитационного распыления вязких жидкостей

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Доровских Р.С., Нестер…

Выявление оптимальных режимов ультразвукового воздействия для распыления вязких жидкостей методом м…

Хмелев В.Н., Голых Р.Н., Шалунов А.В., Шалунова А…

Ультразвуковые распылители наноматериалов

Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Хмелев М.В., Шалунова …

Создание оборудования для мелкодисперсного распыления вязких жидкостей

Хмелев В.Н., Генне Д.В., Хмелев С.С., Шалунова А.…
Все публикации

Способ ультразвукового распыления жидкостей (2825213)

Нестеров Виктор Александрович, Генне Дмитрий Влад…

Устройство ультразвукового мелкодисперсного распыления жидкостей (2806072 )

№2806072 Генне Дмитрий Владимирович, Нестеров Виктор Алекс…

Ультразвуковой распылитель (2481160)

№2481160 Хмелев В.Н.; Шалунов А.В.; Генне Д.В.; Шалунова А…

Способ управления процессом ультразвукового распыления (2465965)

№2465965 Хмелев В.Н.; Шалунов А.В.; Генне Д.В.; Шалунова А…

Ультразвуковая колебательная система для распыления жидкостей (2446894)

№2446894 Хмелев В.Н.; Хмелев С.С.; Хмелев М.В.; Шалунов А.…
Все патенты

Разработка и изготовление ультразвукового аппарата для распыления авиационных масел

Создание специализированного ультразвукового распылителя для авиационных масел. Обеспечение равноме…
Все результаты НИР

Что такое ультразвук. Как он создается и применяется

PDF RU EN

Ультразвуковые приборы промышленного назначения

PDF RU EN

Особенности ультразвуковых аппаратов различного назначения

PDF RU EN
Все лекции

Часто задаваемые вопросы

Ответы на частые вопросы при выборе оборудования для ультразвукового распыления:

Какие жидкости можно распылять ультразвуком?
Вода, водные растворы, органические растворители, масла, эмульсии, суспензии с частицами до 50 мкм, растворы полимеров. Вязкость до 500 мПа·с. Для агрессивных сред — титановое исполнение распылительной головки.
Какой размер капель можно получить?
От 10 до 100 мкм в зависимости от частоты. Низкая частота (20 кГц) — крупные капли, высокая (120 кГц и выше) — субмикронный туман. Размер задаётся выбором распылительной головки под частоту.
Какова производительность одного распылителя?
От 0,1 мл/мин до 500 мл/мин на одну головку в зависимости от частоты и вязкости. Для увеличения производительности несколько головок объединяются в кластер — суммарный расход до 5 л/мин.
Чем ультразвуковое распыление лучше пневматического?
Пневматика — широкий спектр капель, забивание сопла, отскок от подложки, потери материала до 60%. Ультразвук — монодисперсный аэрозоль, самоочистка, мягкое осаждение с переносом до 99%, независимая регулировка расхода и дисперсности.
Какова равномерность толщины покрытия?
При сканировании головки над подложкой ±2% по площади. При стационарном распылении — гауссов профиль. Для сложных поверхностей головка интегрируется с ЧПУ или роботом.
Нужен ли компрессор для ультразвукового распыления?
Нет, для диспергирования жидкости компрессор не нужен — аэрозоль формируется механическими колебаниями. Для направления аэрозольного облака на подложку может использоваться слабый поток воздуха (0,1–0,5 бар) — это опционально.

Ультразвуковое распыление жидкостей: прецизионное нанесение покрытий

Нанесение тонких покрытий — ключевая операция в электронике, фармацевтике, производстве медицинских изделий и лабораторных исследованиях. Традиционные форсунки дают широкий спектр капель, забиваются и теряют до 60% материала. Ультразвуковое распыление решает эти проблемы: монодисперсный аэрозоль, коэффициент переноса до 99%, невозможность засорения.

Принцип действия

Ультразвуковая распылительная головка преобразует электрический сигнал в механические колебания вибрирующей поверхности. Жидкость подаётся на эту поверхность и под действием капиллярных волн распадается на капли строго определённого размера. Размер задаётся частотой, расход — скоростью подачи насоса. Два параметра регулируются независимо, что невозможно в форсунках.

Ключевые преимущества

  • Монодисперсный аэрозоль: 10–100 мкм, распределение ±5% от номинала.
  • Коэффициент переноса до 99%: капли осаждаются мягко, без отскока и тумана.
  • Самоочистка: вибрация предотвращает забивание — работа с суспензиями без фильтрации.
  • Равномерность покрытия ±2%: повторяемость от детали к детали.
  • Независимая регулировка расхода и дисперсности: гибкая настройка под рецептуру.

Области применения

  • Электроника: нанесение фоторезистов, адгезивов и защитных покрытий на платы и микросхемы.
  • Медицина: покрытие имплантатов и стентов лекарственными составами, ингаляционные аэрозоли.
  • Лаборатории: дозированное распыление образцов для масс-спектрометрии и аналитической химии.
  • Производство порошков: получение микросфер с контролируемой морфологией.

Масштабирование

Параметры, отработанные на лабораторной установке серии «Волна», напрямую переносятся на пилотные аппараты серии «Волна-М» и «Волна-П» и промышленные системы серии «Булава-П». Для увеличения производительности несколько распылительных головок объединяются в кластер — суммарный расход до 5 литров в минуту.

Нужна консультация по подбору оборудования?

Наши инженеры помогут подобрать оптимальное решение для ваших технологических задач. Получите бесплатную консультацию и расчет стоимости.

+7 (913) 081-00-00 Написать нам