Supervisión de procesos de instalaciones industriales de limpieza de piezas

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La limpieza técnica, en relación con una pureza de partículas en el sentido de VDA 19, es hoy en día una característica de calidad decisiva en la fabricación de componentes complejos en la industria automotriz. Los fabricantes de sistemas de asistencia al conductor y de seguridad muestran un interés especial, principalmente en componentes electrónicos y en sistemas que conducen fluidos. Dado que la fabricación en salas limpias en la industria automotriz, debido a los procesos de fabricación principalmente mecanizados utilizados aquí, apenas puede implementarse, se depende de una limpieza final de todos los componentes. Así, en los últimos años, muchos fabricantes de sistemas de limpieza han entrado en el mercado. El desarrollo de conceptos de limpieza, desde limpiadores industriales hasta sistemas de limpieza controlados numéricamente de última generación, ha sido impulsado por las crecientes exigencias de la industria automotriz.

Pero, ¿cuán alto es el grado de limpieza de dicho sistema? ¿Qué característica debería utilizarse para la tarjeta de control como supervisión de capacidad de un sistema de limpieza? Las exigencias de la industria automotriz se alejan cada vez más de las especificaciones gravimétricas de limpieza hacia requisitos de tamaños máximos permitidos de partículas. Al considerar que el potencial de daño de una contaminación, en la mayoría de los casos, depende mucho más de la longitud y el ancho, que de las dimensiones mayor y menor de una partícula, y menos de la suma de todas las partículas independientemente de su morfología, se hace evidente por qué la detección gravimétrica de residuos de suciedad ya no es necesaria. Sin embargo, el proceso de limpieza de un sistema industrial de limpieza de piezas tiene casi exclusivamente influencia sobre la contaminación total de una pieza. La intensidad de limpieza puede influirse mediante parámetros ultrasónicos, temperatura o tiempo. Por otro lado, el tamaño de las partículas no puede influirse directamente mediante parámetros controlables. Solo el tamaño de poro de los filtros utilizados, a través de los cuales se hace pasar continuamente el medio de limpieza líquido, puede definirse como un factor que influye en el tamaño de las partículas que permanecen en el baño.

Por lo tanto, para la supervisión del sistema de limpieza, sigue siendo válido únicamente el resultado gravimétrico del análisis de limpieza. La diferencia en masa de un filtro de análisis cubierto con partículas de suciedad residual respecto a su masa antes de la extracción no debería ser inferior a 1 mg para una detección fiable. En análisis gravimétricos en condiciones no controladas de clima, incluso se recomiendan 3 mg de masa de suciedad en las normativas VDA 19 e ISO 16232. Para cargar un filtro de análisis con una cantidad de suciedad tan alta, generalmente se requiere una muestra de piezas de prueba muy grande, ya que estas suelen estar en un estado muy limpio después del proceso de limpieza. Cuando el filtro de análisis contiene una cantidad suficiente de partículas para determinar la masa de suciedad gravimétricamente, la detección de partículas residuales individuales debido a superposiciones es casi imposible. La longitud de una partícula residual, como la característica más importante para evaluar su potencial de daño, ya no puede detectarse en dicho filtro. De este modo, se pierden informaciones importantes en la evaluación de la limpieza. Para poder detectarlas, en la mayoría de los casos es necesaria una segunda análisis, en la que se deben examinar significativamente menos piezas. La evaluación de limpieza, en comparación con otros métodos de prueba en el control de calidad de los fabricantes de automóviles, requiere un esfuerzo muy alto. Por lo tanto, se debe reconsiderar la utilidad de una doble inspección.

La determinación necesaria del potencial de daño de una partícula hace imprescindible diseñar la disposición de los filtros de modo que puedan detectarse las partículas individuales en su morfología. Sin embargo, esto casi siempre se logra a costa de la posibilidad de supervisión paralela de la máquina mediante el resultado gravimétrico de un análisis de limpieza.

Por ello, surge la pregunta sobre una solución adecuada y económica para la supervisión de sistemas de limpieza de piezas industriales. Solo se menciona aquí la posibilidad de una supervisión química de los medios de limpieza. Para ello, existen diferentes medios de prueba disponibles para diferentes medios. Sin embargo, dado que la eficacia de limpieza de un sistema también está influenciada por muchos otros parámetros, no se profundizará en esta opción aquí. Lo que finalmente importa es la cantidad y tamaño de las partículas que permanecen en una pieza después de la limpieza. Debido a la alta dispersión en la longitud máxima de la partícula más grande detectada en una evaluación de limpieza, la supervisión estadística mediante tarjetas de control es casi inalcanzable.

Algunos fabricantes de sistemas de limpieza industrial ofrecen una inspección de limpieza automatizada tras el proceso de limpieza. En ella, se extraen automáticamente componentes limpiados de forma aleatoria. De este modo, se puede verificar la capacidad del sistema de limpieza durante el proceso en curso. Esto permite una intervención rápida en caso de desviación del estado deseado. La inversión en esta solución, que es bastante laboriosa, debe decidirse caso por caso.

Otra opción es la supervisión continua del medio de limpieza mediante un contador de partículas en líquido. Durante el proceso de limpieza, las partículas limpiadas del componente son transportadas a través de este medio, por lo que en esa etapa se registra necesariamente un aumento en el número de partículas. Dependiendo de la tasa de filtración, tras el proceso de limpieza, el número de partículas disminuirá. Como resultado, el valor estará sujeto a fuertes dispersión, por lo que surge la pregunta sobre una definición adecuada del límite respecto a la cantidad y tamaño máximos de partículas permitidos en el medio de limpieza.

La opción más informativa actualmente es la supervisión mediante partículas de prueba, como las descritas en la versión revisada de VDA 19 para determinar la tasa de recuperación en la extracción en una evaluación de limpieza. Estas partículas son virutas producidas en clases de tamaño definidas según la normativa. Las piezas a limpiar pueden contaminarse con una cantidad predefinida de estas partículas. A través de un análisis de limpieza, se puede determinar la cantidad de partículas que permanecen en la pieza tras la limpieza fina. La diferencia en la cantidad de partículas en diferentes clases de tamaño permite calcular un porcentaje de grado de limpieza para diferentes tamaños de partículas.