Prozesssicher und effizient trocken reinigen

Patentovaná technologie s dvouhmotovou prstencovou tryskou pro CO₂ a tlakový vzduch zajišťuje stálý a homogenní čisticí výkon. Zároveň je tím spolehlivě zabráněno zamrzání trysky.

Při výrobě mikrofluidických produktů Lab-on-a-Chip může systém quattroClean sloužit k současnému jemnému odstraňování a čištění plastových vstřikovacích dílů.

Současné chlazení a čištění pomocí CO₂ při obrábění PEEK výrazně snižuje vznik třísky a podstatně zvyšuje rychlost odstraňování třísky.

Kvalita CO2-lyžičkového proudu může být průběžně sledována pomocí inovativního senzoru. Zjištěná hodnota je porovnána s definovaným procesním oknem a automaticky uložena.

Pro čištění v čistých prostředích lze zařízení navrhnout a vybavit podle požadované třídy čistého prostoru. (Zdroj obrázku: acp systems AG)

Při čištění implantátů vyrobených z plastu se také používá čištění pomocí čtyřnásobného sněhového tryskání. (Zdroj obrázku: istock)

V lékařském průmyslu dnes zaujímají plasty důležité místo. V závislosti na použití jsou kladeny různé požadavky na čistotu výrobků. Suchá technologie čištění sněhem quattroClean umožňuje při velmi širokém spektru použití opakovaně, ověřitelně a nákladově efektivně odstraňovat nečistoty a jemné částice – i u geometricky velmi složitých součástí. Menší prostorová náročnost, jednoduchá automatizace a integrace do čistých prostor a propojených výrobních prostředí jsou další výhody tohoto postupu.

Pouzdra lékařských přístrojů jsou stejně jako nástroje, implantáty a pomůcky, stejně jako laboratorní diagnostika pro humánní, zubní a veterinární medicínu, vyráběna z plastů. Výroba těchto výrobků probíhá různými tradičními výrobními metodami, jako je extruze, vstřikování nebo obrábění, a stále častěji také průmyslovým 3D tiskem. U každé z těchto metod zůstávají na površích zbytky z výroby, například separační prostředky, částice, třpytky, prach nebo zbytky prášku. Podle třídy rizika, do které jsou zdravotnické prostředky zařazeny, představují tyto nečistoty různá rizika poškození pacientů. A to i při sterilizaci s nástrojem nebo implantátem. Ale i u výrobků, u nichž jako například u plastových pouzder nebo diagnostik nehrozí přímé riziko, mohou filmové a/nebo částicové kontaminace narušit následné procesy, například nanášení povlaků nebo lakování, nebo zkreslit laboratorní výsledky.

Toto zdůrazňuje vliv čištění dílů na bezpečnost, kvalitu a funkčnost výrobku. Musí zajistit, že požadavky na čistotu specifické pro produkt a biologická kompatibilita jsou spolehlivě splněny a že nedojde ke změně vlastností a povrchů, která by mohla ovlivnit kvalitu výrobku.

Klasické mokré chemické finální čištění s vlhkými médii zde často naráží na hranice – zejména u dílů s složitou geometrií, jemnými konturami a tenkými strukturami, stejně jako u mechatronických systémů s například MID (stříkané desky s obvody).

Čtyři efekty pro bezzbytkové čisté povrchy

Technologie čištění sněhem quattroClean od acp systems AG se osvědčila při těchto úkolech jako výkonná, bezpečná a ekonomická. Postup využívá kapalný, neomezeně skladovatelný a nekorozivní oxid uhličitý jako čistící médium. Vzniká jako vedlejší produkt při chemických procesech a výrobě energie z biomasy, a proto je ekologicky neutrální.

Podstatnou součástí čistícího systému je bezúdržbová dvousložková kruhová tryska. Jím je veden nehořlavý, neškodný a pro medicínské použití upravený oxid uhličitý. Při výstupu z trysky se uvolňuje na jemný sníh CO2, který je shromažďován v odděleném kruhovém tlakovém vzduchovém paprsku a urychlován na rychlost přesahující rychlost zvuku. Patentovaná technologie zajišťuje i v automatizovaných aplikacích stálý a homogenní výkon čištění.

Když se sníh s nízkou teplotou -78,5 °C a dobře zaostřitelným paprskem setká s povrchem, dochází ke kombinaci tepelných, mechanických, sublimace a rozpouštědlových efektů. Interakce těchto čtyř mechanismů odstraňuje částice a filmové nečistoty, jako jsou třísky, mikrotrhlinky, prach, opotřebení, separační prostředky, silikony a stopy po kouři například z laserového strukturování, bezpečně a reprodukovatelně. Současně CO2 čištění sněhem působí bakteriostaticky.

Krystalický oxid uhličitý během čištění úplně přechází do plynného stavu, takže čištěný výrobek je ihned suchý. Odpadlé nečistoty jsou díky aerodynamické síle tlakového vzduchu odstraňovány z povrchu dílu a spolu s sublimovaným oxidem uhličitým jsou odsávány z čistícího modulu. Čištění je šetrné k materiálu, takže lze ošetřit i citlivé a jemné povrchy, stejně jako složité struktury například u dílů vyrobených aditivními metodami.

Osvedčeno při různých úlohách

Technologie quattroClean se používá v lékařském průmyslu pro různé úkoly. Patří sem čištění plastových pouzder před nanášením povlaků a lakování. Tento postup nahrazuje tradiční mokré chemické čištění, při kterém plastové díly procházejí vícestupňovým procesem, při němž jsou opakovaně zahřívány a ochlazovány s vysokým energetickým nárokem. Naproti tomu studené a suché čištění sněhem CO2 vyžaduje podstatně méně výrobního prostoru a přináší znatelné úspory nákladů na investice a provoz. Při výrobě mikrofluidických systémů Lab-on-Chip umožňuje tento postup jemné odstraňování a čištění složitých vstřikovacích dílů z plastu. Dalším použitím je například odstraňování nečistot z struktur implantátů vyrobených z PEEK metodou aditivní výroby.

Chlazení a čištění v jednom kroku

Vysoce výkonný plast je také základním materiálem pro obráběné implantáty a lékařské komponenty. Aby se snížily třísky vznikající při suchém obrábění PEEK a následná práce na odstranění otřepů, používá se při obrábění metoda acp selektivní chlazení. To efektivně působí proti tvorbě třísek, takže manuální odstraňování otřepů pod mikroskopem je zcela zbytečné. Zbylé třísky jsou okamžitě odstraňovány čistícím účinkem. Navíc lze pomocí selektivního chlazení s quattroClean systémem výrazně zvýšit rychlost obrábění, což vede k výraznému zvýšení produktivity.

Chlazení pomocí CO2 sněhu má navíc potenciál otevřít nové možnosti použití PEEK. První pokusy s broušením plastu ukázaly, že současné chlazení může zabránit změnám vlastností materiálu stejně jako destruktivní usazování částic na bruskách.

Optimalizované, ověřitelné procesy přizpůsobené přímo na míru

Škálovatelnost čistícího postupu umožňuje jeho jednoduché a prostorově úsporné přizpůsobení různým aplikacím a geometriím dílů pro celoplošné nebo částečné čištění. Vývoj procesu probíhá v technickém centru acp systems. Při něm jsou všechny parametry procesu, jako jsou objemové průtoky pro tlakový vzduch a oxid uhličitý, počet trysek, oblast a doba paprsku, přesně přizpůsobeny konkrétnímu dílu, aplikaci, vlastnostem materiálu a nečistotám, které je třeba odstranit. Tyto parametry lze uložit jako specifické programy pro jednotlivé díly v řídicím systému zařízení.

Stabilita hustoty sněhového paprsku je jedním z klíčových parametrů pro stálý čistící výkon a tím i kvalitu procesu čištění. Tento důležitý parametr lze během čištění nepřetržitě sledovat pomocí inovativního senzoru. Srovnává naměřenou hodnotu s definovaným čistícím oknem pro daný díl, takže je okamžitě rozpoznáno, pokud je paprsek příliš slabý, příliš silný nebo nestabilní, a pouze díly, které jsou čištěny v definovaném okně, opouštějí čistící stanici. Současně lze naměřenou hodnotu na trysce pro daný díl přenést a uložit do nadřazeného řídicího centra, kde jsou uložena všechna výrobní data produktu. To umožňuje nejen ověřit, že čištění proběhlo v definovaném okně, ale také přesnou hodnotu. Všechny ostatní parametry procesu lze automaticky zaznamenat, uložit a předat řídicímu počítači pro úplnou dokumentaci a sledovatelnost. To nejen zvyšuje bezpečnost procesu, ale také usnadňuje případnou validaci procesu u příslušného orgánu.

Na míru šité koncepce systému – i pro čisté prostředí

Koncept zařízení je navržen podle specifických požadavků zákazníka s použitím modulárních komponent jako manuální, poloautomatické a plně automatické systémy quattroClean. Samostatná řešení lze realizovat stejně jako integrované zařízení v výrobních linkách a propojených výrobních prostředích.

U zařízení určených pro čištění v čistém prostředí je integrováno odpovídající zařízení pro přípravu kapalného oxidu uhličitého a tlakového vzduchu. Přívod vzduchu, odsávání a vybavení, například komponenty pro automatizaci a jejich umístění, jsou vždy přizpůsobeny příslušné třídě čistoty. Díky optimálním proudovým poměrům je zajištěn rychlý a spolehlivý odvod odstraněných nečistot. Přizpůsobení zařízení specifickým požadavkům na čistotu a prostorovým podmínkám zákazníka je možné různými řešeními, například jako varianta Clean-Machine nebo pro připojení či začlenění do čistého prostoru.

Široké spektrum použití a možnost přesného přizpůsobení zařízení konkrétním parametrům dílů a výrobního prostředí umožňuje bezpečné a efektivní čištění lékařských produktů – i podle nové nařízení o zdravotnických prostředcích (MDR).