Verificación de la limpieza técnica mediante un contador de partículas de superficie con tecnología de luz difusa

Figura 1: Medición directa del componente. Se pueden observar las marcas de procesamiento por laminado.

Figura 1: Medición directa del componente. Se pueden distinguir las marcas de procesamiento por el laminado.

Figura 2: Impresión en un lugar predefinido para determinar una curva de decaimiento (izquierda); curva de decaimiento determinada (derecha)

Figura 2: Huella en un lugar predefinido para determinar una curva de decaimiento (izquierda); curva de decaimiento determinada (derecha)

Figura 2: Huella en un lugar predefinido para determinar una curva de decaimiento (izquierda); curva de decaimiento determinada (derecha)

Datos en bruto de la curva de decaimiento

Reducir recursos es un tema central en nuestra sociedad. En este contexto, el desarrollo de muchas piezas y componentes apunta a utilizar cada vez menos material y estructuras cada vez más pequeñas. En consecuencia, las piezas son más sensibles, por lo que los requisitos de limpieza de las piezas aumentan para garantizar un funcionamiento correcto. En la limpieza de piezas, es necesario distinguir entre limpieza técnica y limpieza óptica. La limpieza técnica se refiere a contaminantes que son críticos para la función, mientras que la limpieza óptica se refiere a contaminantes que afectan la apariencia visual.

El estándar conocido de la industria automotriz VDA 19, así como la "Guía de limpieza técnica en la ingeniería eléctrica" desarrollada a partir de él por el ZVEI, son herramientas útiles para evaluar la limpieza técnica. En la industria automotriz, en el pasado, los partículas solo eran relevantes si tenían al menos 50 µm de tamaño. En engranajes y ejes de transmisión, las partículas en muchas áreas solo se consideran críticas si miden 600 µm o más. Sin embargo, la empresa PMT GmbH recibe cada vez con más frecuencia consultas sobre la detección confiable de partículas menores a 50 µm. Para ello, se ha demostrado eficaz la tecnología de iluminación en línea mencionada en la ISO 14644-9. En este método, la luz se incide casi en paralelo a la superficie. Cada vez que la luz se refleja y dispersa, se puede detectar con seguridad incluso partículas de unos pocos micrómetros de tamaño. Este principio de medición se aplica en el dispositivo "PartSens 4.0" de la empresa PMT Partikel-Messtechnik GmbH.

La preparación de muestras no requiere extracción en húmedo. Dependiendo de la geometría y las características de la superficie, la pieza puede ser muestreada directamente o las partículas pueden ser extraídas en seco. Esto hace que este método sea excelente para todas las piezas que no deben humedecerse, que son fijas en su lugar o para las cuales, por otras razones, no se puede realizar una extracción en húmedo. Por lo tanto, representa una muy buena alternativa o complemento a la extracción en húmedo clásica y al análisis estándar según VDA-19.

Se presentarán aquí dos aplicaciones prácticas como ejemplo. En el primer ejemplo, se trata de evaluar la limpieza de láminas metálicas laminadas y películas metálicas. El desafío consiste en poder realizar declaraciones válidas sobre la contaminación promedio en el menor tiempo posible. Esto permite en operaciones rutinarias identificar tendencias negativas de manera segura, por ejemplo, un aumento en el número de partículas debido al desgaste de las máquinas. La medición directa en la superficie solo es parcialmente adecuada debido a las estructuras de laminado, ya que introduce un sesgo alto. Es mejor la extracción en seco de partículas mediante almohadillas adhesivas.

Para verificar la idoneidad del método de extracción, la VDA 19 requiere determinar una curva de decaimiento. Aquí, la pieza se limpia seis veces consecutivas en la cabina de lavado. El número de partículas extraídas en la sexta limpieza no debe ser mayor al 10 % del número obtenido en la primera extracción. Siguiendo este procedimiento, la pieza fue golpeada seis veces consecutivas en el mismo lugar y se determinó una curva de decaimiento. Como muestra el siguiente diagrama en la figura 2, este método puede considerarse adecuado.

El segundo ejemplo ilustra de manera impresionante el papel del ser humano en salas limpias. Se investigaron dos estaciones de trabajo diferentes. La estación 1 se encontraba en una sala limpia ISO 7 con flujo de aire turbulento. La estación 2 se encontraba en una sala limpia ISO 6 con flujo laminar. Además, la estación 2 estaba protegida del pasillo mediante una cortina de plexiglás suspendida del techo hasta aproximadamente 50 cm por encima de la superficie de trabajo. Esto evita la mezcla de aire por los movimientos del personal. Además, en el área de la estación 2 se instalaron barras de ionización, como la AeroBar 5225s de la empresa SIMCO ION. Estas previenen la carga electrostática de las superficies y, por tanto, la adhesión de partículas. Ambas estaciones de trabajo fueron limpiadas un día antes.

En ambas estaciones de trabajo se tomaron muestras mediante la prueba de golpeo. Los resultados muestran de manera impresionante la efectividad de las medidas. La mayor parte de las partículas detectadas tienen entre 10 y 50 µm de tamaño. La cantidad de partículas más pequeñas y más grandes disminuye. Dado que se trata de salas limpias, la contaminación debe haberse generado dentro de la sala limpia misma. La sospecha apunta a que las partículas encontradas son escamas de piel humanas. Si y cuán crítica es esta contaminación, finalmente depende del producto fabricado y debe ser evaluada por el departamento de QM / QS.

Con frecuencia, las salas limpias están equipadas con un sistema de monitoreo de partículas en línea para partículas transportadas por aire. Es necesario cuestionar si las partículas detectadas en la prueba hubieran sido detectadas por el sistema de monitoreo de partículas. Dependiendo del potencial de daño de las partículas encontradas, puede ser conveniente establecer un monitoreo para partículas mayores a 10 µm. Una solución comprobada se encuentra en la VDA 19, que describe la aplicación de trampas de partículas.

Con base en dos ejemplos prácticos, se ha demostrado la sensibilidad y flexibilidad del método de iluminación en línea, implementado con el medidor portátil de partículas de superficie PartSens+ 4.0.