La crucial "mayor" cantidad de posibilidades

1. CNp-/US-Doppelkammeranlage para la limpieza fina con conexión directa a una sala limpia. (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

2. La tecnología de cámaras también es adecuada para la limpieza fina de piezas grandes (aquí: aproximadamente 4.000 x 700 x 700 mm de aluminio). (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

3. La tecnología de cámaras también se puede integrar en una tecnología clásica de convertidores mediante cargadores superiores. (Fotos/Diagramas: LPW Reinigungssysteme GmbH)

4. Cámaras de tratamiento especialmente tratadas superficialmente y posteriormente electrogalvanizadas, así como accesorios, apoyan el proceso de limpieza. (Fotos/Ilustraciones: LPW Reinigungssysteme GmbH)

Las tareas de limpieza fina han sido clásicamente en las últimas décadas principalmente en los ámbitos de óptica, semiconductores o tecnología médica. Y, como se ha demostrado, aquí se ha limpiado/contenido con sistemas de ultrasonidos de múltiples baños de alta calidad. Sin embargo, con los crecientes requisitos en los sectores mencionados, así como con nuevos desafíos en el sector automotriz o en la industria en general, ahora están en juego nuevos procedimientos. Por ejemplo, sistemas de una o varias cámaras con cámaras de tratamiento herméticamente cerradas ofrecen una cantidad claramente mayor de posibilidades.

Caracterización de las tareas de limpieza fina

Entre las características de la limpieza fina se incluye también el riesgo de contaminación cruzada con procesos anteriores/posteriores, manipulaciones o influencias del entorno. El dilema surge en el momento en que los requisitos de limpieza fina se combinan con geometrías complejas de componentes. Porque, por supuesto, por un lado, hay que evitar las contaminaciones mediante componentes de proceso mecánicos y de procedimiento (particular/filmico a través de válvulas, movimientos de rotación, cámaras muertas, etc.). Por otro lado, debido a estas geometrías críticas de los componentes, también se debe dar una alta prioridad a la ejecución mecánica y de proceso. Además, este tipo de bienes de limpieza pasa por preprocesos que a menudo están asociados con una alta entrada de suciedad (por ejemplo, mecanizado, lijado, etc.). De esto surgen las siguientes aplicaciones:

• de altos caudales volumétricos con medios definidos
  - mayores presiones de rociado y de inundación
  - movimientos relativos (balanceo, giro, giro intermitente)
  - uso de procedimientos de limpieza basados en vacío, con y sin ultrasonidos

Esto no se puede implementar en sistemas abiertos de múltiples baños o solo con restricciones significativas. También, los sistemas habituales de circulación de medios deben ser cuestionados críticamente en cuanto a su tasa de filtración.

Tecnología de sistemas existentes

En el pasado y en algunos casos hasta hoy, se han demostrado efectivos los sistemas clásicos de ultrasonidos en línea de alta calidad. Lo que predomina son las capacidades mecánicas de lavado del ultrasonido y, en algunos requisitos, también del megasonido, en combinación con la química de limpieza adecuada y la cantidad y calidad de las lavadoras. Los sistemas de filtración en circuito están diseñados para que las contaminaciones flotantes en la superficie sean enjuagadas, filtradas y el medio limpio pueda ser reintroducido. En algunos casos, la extracción del medio también se realiza por debajo del nivel del baño. Los movimientos de las piezas se ajustan a la frecuencia de ultrasonido en forma de movimiento de vaivén o, en algunos casos, también como movimiento de rotación.

Nuevas tareas o tareas aún insuficientemente resueltas

En todos los sectores industriales, existe una demanda creciente de soluciones de limpieza fina para desafíos más complejos. Ya sea en productos de tecnología médica (por ejemplo, endoscopios, cánulas, implantes porosos, cables guía) o en el sector de semiconductores (por ejemplo, válvulas, componentes/líneas de refrigeración). Debido a nuevos procesos de fabricación, como la fabricación aditiva (impresión 3D), procesos de recubrimiento y pegado especiales, así como a la creciente demanda de, por ejemplo, sensores de alta calidad (en la industria automotriz), surgen nuevas tareas para eliminar contaminantes finos particulados y filmicos. Los sistemas clásicos de ultrasonidos alcanzan sus límites físicos en geometrías complejas/capilares de los ámbitos mencionados. Con valores de contaminación elevados, debido a los procesos previos, también se exigen tasas de filtración más altas y, por tanto, mayor volumen de recirculación. Finalmente, en la limpieza de superficies recubiertas, existe el riesgo de daño por ultrasonidos.

Tecnología de cámaras

La tecnología de cámaras ha demostrado su eficacia en el suministro de automoción y en la industria en general. Para tareas de limpieza fina, en muchos ámbitos ya se prefiere sobre los sistemas de ultrasonidos en línea. Las razones son las capacidades ampliadas gracias a las cámaras de tratamiento herméticamente cerradas. Permiten el uso de presiones/depresiones, el aprovechamiento de caudales de volumen casi ilimitados, tasas de filtración más altas y, por lo tanto, una eliminación de contaminantes mucho más rápida. Los sistemas de vacío incluso permiten rellenar la cámara de tratamiento sin presión y de forma suave en vacío. En general, esto resulta en una mejor calidad del medio en las etapas de limpieza y enjuague. Con la posibilidad de soplar intermedios y mediante distribuidores de medios optimizados, la transferencia de medios puede reducirse a un mínimo, y el número total de procesos de limpieza y enjuague necesarios para una tarea puede reducirse significativamente en comparación con los sistemas de ultrasonidos en línea tradicionales.

Con dos o más cámaras de tratamiento, también se puede separar sin transferencia la etapa de limpieza de la de enjuague, aumentando significativamente el rendimiento. Las plantillas de medios y las cámaras de tratamiento están separadas en términos de proceso, por lo que también es posible una separación espacial si es necesario. Los sistemas pueden integrarse en un entorno de sala limpia o como cámaras en línea en la transición a la sala limpia (puerta de calidad). Los tanques de plantilla con módulos de filtración y preparación de medios pueden colocarse fuera o en diferentes niveles. De hecho, estos sistemas son utilizables para todos los tamaños de construcción.

Otras ventajas:

• - La contaminación cruzada o recontaminación casi no ocurre, ya que todo el entorno con medios en contacto se limpia continuamente
  - La plantilla de medios suele ser de 1,5 a 2 veces mayor que la cámara de tratamiento
  - La cámara herméticamente cerrada puede conectarse directamente a los flujos de medios adecuados (aire o líquidos)

Mediante la integración de procedimientos de limpieza basados en vacío ( nucleación cíclica), tareas como la limpieza interna de tuberías o el tratamiento de componentes complejos muy empaquetados se pueden resolver fácilmente (ventajas en densidad de empaquetado). Además, la tecnología de cámaras es adecuada tanto para limpieza por lotes como para piezas individuales, aplicaciones de limpieza con vapor y en vapor, así como para todos los procedimientos de secado conocidos.

Ejemplo de aplicación

En la industria de semiconductores, los sistemas de limpieza en línea de múltiples baños y en línea son imprescindibles para la limpieza de obleas. Para su uso en, por ejemplo, conjuntos de válvulas, unidades mecánicas, intercambiadores de calor y líneas de refrigeración, esta tecnología es solo limitada o incluso no adecuada.

LPW Reinigungssysteme GmbH ha desarrollado para estos casos de aplicación un sistema de doble cámara frontal con una plantilla de medios de tres etapas, y lo ha implementado varias veces. Los conjuntos de aluminio tratados (máximo tamaño de lote 800 x 500 x 650 mm) se limpian después del proceso y antes del montaje final en la sala limpia.

Los requisitos de pureza asignados a la tarea se dividen en varios criterios (extracto):

- Orgánicos, contaminación filmica: 10 - 100 ng/cm² mayor C7
- Contaminación particulada: aproximadamente 30 µm < 4 partículas/dm² bajo luz UV, 0,3 µm ≤ 10.000 partículas/cm², 0,2 µm ≤ 20.000 partículas/cm²

También existían requisitos para metales, contaminación inorgánica, como límites para aproximadamente 40 metales y aniones.

Secuencia del proceso:

Transporte automático bajo piso laminar a la primera cámara de tratamiento

Cámara 1

- 1 plantilla de limpieza
- 1 plantilla de enjuague con preparación por destilación, inundaciones a 18 bar con alto caudal volumétrico en la limpieza
- Limpieza/enjuague con ultrasonidos (limpieza/enjuague 1)
- Prelimpieza CNp (nucleación cíclica para ambos baños)

Cámara 2

- Enjuague fino con ultrasonidos + CNp (nucleación cíclica)
- Rociado fino con agua pura
- Secado con aire caliente y CNp/vacío
- Transporte automático a la sala limpia conectada.

Conclusión

La tecnología de cámaras ofrece, en geometrías complejas y difíciles, la posibilidad de utilizar los conocidos y comprobados procedimientos de limpieza química húmeda, así como todos los procedimientos de secado. Además, se pueden aprovechar nuevas tecnologías, como la nucleación cíclica o procedimientos híbridos, con todas sus ventajas. Las cámaras herméticamente cerradas, diseñadas opcionalmente como versiones frontales, superior o en línea, pueden integrarse con alta flexibilidad en entornos de sala limpia. Gracias a la posibilidad de separar espacialmente las plantillas de medios del lugar de limpieza, la variante de cámara satisface de manera ideal los requisitos actuales y futuros.