In the industrial and manufacturing sector, the two-fluid nozzle stands out for propelling liquids into a fine mist with high-speed air, significantly enhancing spray efficiency. These nozzles, available in internal and external mixing types, offer tailored solutions for diverse applications. Internal mixing nozzles optimize the gas-liquid mixture inside, while external mixing combines them outside, catering to specific needs with their ability to produce varied spray patterns like fan-shaped, solid, and hollow cones. Despite the advantages of finer droplet generation, low-pressure operation, and uniform spray distribution, challenges such as design complexity, need for high-pressure gas, clogging risks, and higher costs persist. Yet, their critical use in precision-required processes like PCB etching and coating highlights their essential role in advancing manufacturing technology
1. Apa itu Two-fluid nozzle
Two-fluid nozzle bekerja dengan memanfaatkan udara berkecepatan tinggi untuk menghancurkan cairan, sehingga mengurangi ukuran partikel cairan dan memungkinkan ejeksi cairan dengan ukuran partikel lebih kecil dan laju aliran lebih tinggi.
2. Fitur Two-fluid nozzles
- Meningkatkan atomisasi cairan dengan mengurangi ukuran partikel secara efektif.
- Memperluas rentang aliran cairan yang dapat disesuaikan dengan mengontrol tekanan gas.
- Menghasilkan semprotan dengan laju aliran tinggi dan meningkatkan kekuatan secara signifikan
3. Prinsip Kerja Two-fluid nozzle
Two-Fluid Nozzle merevolusi proses penyemprotan dengan mengubah cairan menjadi partikel yang lebih halus menggunakan udara berkecepatan tinggi, sehingga meningkatkan efisiensi pembersihan dan reaksi kimia pada permukaan. Misalnya, dalam proses pengukiran PCB, ia memungkinkan reaksi yang lebih efektif dan cakupan yang lebih baik dengan partikel yang lebih kecil, yang membutuhkan lebih sedikit larutan kimia dibandingkan nozel tradisional.
Namun, inovasi ini juga menghadirkan tantangan. Campuran gas dan cairan, terutama ketika menggunakan bahan kimia, berisiko teroksidasi, yang dapat mempercepat penurunan efektivitas larutan lebih cepat dari yang diharapkan. Selain itu, semprotan yang sangat halus dapat menyebabkan sebagian larutan menguap bersama dengan gas buang, meningkatkan konsumsi bahan kimia dan memerlukan pengolahan buangan untuk keamanan lingkungan. Singkatnya, Two-Fluid Nozzle menawarkan efisiensi dan presisi dalam aplikasi, namun memerlukan pengoperasian yang cermat untuk mengelola kelemahan-kelemahannya.
[1][2][3][4][5][6][7]
4. Metode Pencampuran Gas dan Cairan dalam Two-fluid nozzle
( 1 ) Nozzle Pencampuran Internal Two-Fluid
Nozzle Pencampuran Internal Two-Fluid
Nozzle pencampuran internal Two-Fluid adalah nozzle yang memungkinkan pencampuran cairan dan gas di dalam nozzle. Nozzle ini mampu menghasilkan ukuran partikel cairan yang sangat halus (dengan ukuran rata-rata di bawah 50µm) dan memungkinkan pengendalian ukuran serta distribusi partikel cairan. Tipe nozzle ini umumnya digunakan di industri seperti kimia, makanan, farmasi, dan percetakan, di mana presisi dan efisiensi tinggi dibutuhkan.
( 2 ) Nozzle Pencampuran External Two-Fluid
Nozzle Pencampuran External Two-Fluid
Nozzle pencampuran external Two-Fluid adalah nozzle dengan karakteristik tidak mudah tersumbat yang memungkinkan pencampuran cairan dan gas di luar nozzle. Aplikasi umum dari tipe ini adalah pistol semprot, yaitu alat lukis yang digunakan untuk menyemprotkan cat ke permukaan. Pistol semprot terdiri dari nozzle, wadah cat, dan mesin udara terkompresi. Ketika pelatuk ditekan, cat bercampur dengan aliran udara terkompresi dan dilepaskan dalam bentuk kabut semprot yang halus.
( 3 ) Perbedaan Nozzle Pencampuran Internal dan External Two-Fluid
Nozzle pencampuran internal dan pencampuran eksternal Two-fluid umum digunakan di berbagai industri. Nozzle pencampuran internal mencampurkan gas dan cairan di dalam nozzle dan mengeluarkannya melalui satu saluran, menawarkan kemudahan dalam pengoperasian, kontrol, dan kemampuan untuk mencapai akurasi dan keseragaman penyemprotan yang tinggi. Namun, penting untuk memperhatikan potensi penyumbatan dan masalah pembersihan karena pencampuran terjadi di dalam nozzle.
Di sisi lain, nozzle pencampuran eksternal mencampurkan gas dan cairan di luar nozzle dan kemudian menyemprotkannya secara terpisah melalui saluran yang berbeda. Nozzle ini mampu memberikan laju aliran yang lebih tinggi dan menutupi area semprotan yang lebih besar, sehingga cocok untuk aplikasi yang melibatkan pelapisan dengan partikel yang lebih besar. Namun, pengguna harus berhati-hati untuk mencegah gelembung udara dan memastikan keseragaman semprotan saat menggunakan nozzle pencampuran eksternal.
Memilih jenis two-fluid nozzle yang tepat bergantung pada kebutuhan spesifik aplikasi. Nozzle pencampuran internal ideal digunakan ketika presisi dan keseragaman sangat penting, sementara nozzle pencampuran eksternal lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan area cakupan yang lebih besar dan laju aliran yang lebih tinggi. Penting untuk melakukan pembersihan dan pemeliharaan secara berkala pada nozzle untuk memastikan kinerja optimal dan memperpanjang umur pakainya.
[8]
5. Pola Semprotan Two-fluid nozzles
Two-fluid nozzle menawarkan berbagai bentuk semprotan, termasuk pola berbentuk kipas, solid cone (lingkaran penuh), dan hollow cone (lingkaran kosong). Umumnya, nozzle ini dirancang untuk menghasilkan semprotan solid cone dengan distribusi yang merata dan atomisasi yang halus. Namun, dengan desain struktur nozzle yang tepat, mereka juga dapat menghasilkan semprotan berbentuk kipas dan hollow cone.
Penting untuk dicatat bahwa penyemprotan dua fluida dipengaruhi oleh lingkungan sekitarnya, terutama karena ukuran partikel semprotan yang kecil. Akibatnya, bentuk semprotan mungkin tidak dapat dipertahankan saat menyemprot pada jarak tertentu. Faktor-faktor seperti pergerakan udara, kelembapan, dan kondisi lingkungan lainnya dapat mempengaruhi trajektori dan dispersi semprotan. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempertimbangkan faktor lingkungan spesifik saat menggunakan two-fluid nozzle dan menyesuaikan parameter penyemprotan agar mencapai bentuk dan cakupan semprotan yang diinginkan.
6. Mengidentifikasi Nozzle One-Fluid dan Two-Fluid
Perbedaan utama antara one-fluid nozzle dan two-fluid nozzle terletak pada struktur internalnya. One-fluid nozzle hanya memiliki satu saluran, sementara two-fluid nozzle memiliki dua saluran terpisah untuk gas dan cairan. Perbedaan ini mempengaruhi fungsi dan aplikasinya. Karena kebutuhan untuk penyegelan udara dan cairan, two-fluid nozzle sering dirancang dengan beberapa komponen, yang mengakibatkan biaya lebih tinggi dibandingkan dengan one-fluid nozzle.
[9]
7. Keunggulan Two-fluid nozzles
- Mampu menghasilkan semprotan halus dengan ukuran partikel yang lebih kecil (ukuran rata-rata di bawah 50µm) dibandingkan dengan one-fluid nozzle, dan dapat beroperasi pada tekanan rendah (0.1~0.3MPa).
- Memastikan distribusi semprotan yang konsisten dan merata.
[10]
8. Kekurangan Two-fluid nozzles
- Desain yang rumit
- Memerlukan gas bertekanan tinggi
- Rentan terhadap penyumbatan
- Memerlukan permesinan yang presisi
- Biaya lebih tinggi
- Karena ukuran partikel cairan yang disemprotkan sangat halus maka dapat menguap dengan mudah sehingga meningkatkan konsumsi cairan. selain itu, penguapan mengakibatkan udara di sekitarnya menjadi jenuh dengan partikel, sehingga ketika menyemprotkan cairan korosif, diperlukan isolasi ruang secara menyeluruh
9. Pengaplikasian Two-fluid nozzles
( 1 ) Two fluid etching
Dalam pembuatan PCB basah, untuk etching dengan jejak sempit di bawah 25μm, two-fluid nozzle digunakan untuk mengalirkan larutan kimia ke dalam celah kecil. Nozzle ini memanfaatkan udara berkecepatan tinggi untuk menciptakan tetesan yang lebih kecil dengan kecepatan aliran yang lebih tinggi, memastikan penyemprotan yang merata dan efisien. Dengan demikian, two-fluid nozzle lebih cocok untuk proses PCB tertentu.
( 2 ) Meningkatkan Pengolahan Gas Buang dengan Two-Fluid Nozzles
Dengan keunggulan ukuran tetesan yang kecil, two-fluid nozzle banyak digunakan dalam pengolahan gas buang, terutama untuk mengatasi masalah partikel PM2.5.
( 3 ) Aplikasi Pembersihan Two-Fluid Nozzle
Dalam aplikasi pembersihan, penggunaan peralatan bertekanan tinggi dapat mahal. Untuk mengatasi hal ini, two-fluid nozzle sering digunakan karena kemampuannya untuk mencapai kecepatan semprotan tinggi tanpa memerlukan tekanan tinggi. Contohnya adalah aplikasi two-fluid nozzle dalam industri pencetakan untuk membersihkan tinta pada mesin pembersih layar.
( 4 ) Aplikasi Lain Two-Fluid Nozzles
Nozzle serbaguna ini juga digunakan dalam pengendalian asap, aplikasi cat, penguapan, pelumasan, pendinginan/kondisi gas, dan atomisasi.
[11][12][13]