2.000 pièces différentes à nettoyer en vue d'une rémunération

Le verre sensible des lentilles et des prismes nécessite un nettoyage et un séchage délicats. (Source de l'image : Fisba)

Le système compact pour le nettoyage ultra-fin des pièces optiques et des lentilles est entièrement scellé et comprend huit cuves. (Source de l'image : UCM)

Le débit est de douze lots par heure. La saisie des programmes spécifiques aux pièces se fait à l'aide d'un lecteur de codes-barres (table). (Source de l'image : UCM) / L'équipement a une capacité de traitement de 12 charges par heure. Les programmes spécifiques aux pièces sont sélectionnés à l'aide d'un lecteur de codes-barres (table). (Source de l'image : UCM)

Les deux dernières cuves sont réservées au séchage HFE et sont couvertes. Le transfert des pièces d'une cuve à l'autre se fait sans ouvrir les couvercles. (Source de l'image : UCM)

Après le nettoyage, le tapis de déchargement entièrement fermé, équipé d'une Flow Box, transporte les optiques vers une station de contrôle qualité où elles sont inspectées dans des conditions de salle blanche. (Source de l'image : UCM)

Ce n’est pas seulement la diversité des articles qui représente un défi lors du nettoyage des lentilles optiques et des prismes. La taille des pièces et la grande variété de types de verre rendent également nécessaire un système de nettoyage final sophistiqué chez FISBA Optik. Il a été développé par UCM AG, qui l’a équipé d’un séchage HFE. En effet, pour certains des verres traités, l’eau VE est trop agressive.

L’FISBA Optik AG, basée à Saint-Gall en Suisse, fait depuis plus de 50 ans partie des principaux fournisseurs mondiaux de systèmes optiques, d’appareils et de composants. Les produits sont fabriqués sur mesure pour diverses applications, par exemple dans la technologie médicale, le traitement d’images, la métrologie, la biophotonique, la technologie des diodes laser, l’astronomie et l’aérospatiale. L’entreprise utilise, parmi les premiers fabricants en Europe, également la presse à blank de précision pour la fabrication économique en série de lentilles et optiques robustes, de haute qualité, avec des géométries complexes en verre. « La qualité de nos composants optiques dépend en grande partie de leur propreté », explique Peter Boner, responsable du nettoyage des optiques de précision chez FISBA.

Propreté – un facteur déterminant de la qualité

Pour répondre aux exigences les plus strictes, l’entreprise a investi il y a environ trois ans dans un nouveau système de nettoyage par ultrasons pour le pré-nettoyage. La société suisse UCM AG, appartenant au groupe Dürr Ecoclean, a obtenu le marché. « La qualité du nettoyage était évidemment un critère essentiel dans la décision. UCM est très flexible et possède une grande expérience et un savoir-faire dans l’industrie optique, dont nous avons pu bénéficier. La solution de nettoyage a été conçue de manière optimale, tant au niveau technique que chimique, pour répondre à nos besoins, afin d’obtenir un très bon résultat. La proximité géographique et la collaboration ouverte et partenariale ont également été des critères déterminants », résume Peter Boner, qui évoque les critères de décision à l’époque.

Par conséquent, UCM a également été choisi en 2012 pour remplacer le système de nettoyage final. D’une part, celui-ci était vieillissant. D’autre part, il ne permettait pas de nettoyer des optiques en différents types de verre, ce qui nécessitait un nettoyage manuel coûteux.

Diversité des articles, dimensions et types de verre comme défis

FISBA fabrique entre 1 500 et 2 000 optiques différentes. Parmi elles, des lentilles optiques de haute précision dont le diamètre ne dépasse pas 0,5 millimètre. La grande diversité des articles ainsi que leurs dimensions très variées ont représenté un défi lors de la conception du nouveau système de nettoyage. Il fallait également prendre en compte que des pièces en verre très sensible et sensible à l’acide, fabriquées à partir de matériaux très différents, pouvaient également être nettoyées dans le système, en vue d’un traitement de finition. Indépendamment de leur taille et de leur matériau, les pièces doivent respecter des critères très stricts en matière de propreté particulaire et de propreté de film. Après le nettoyage, les optiques sont parfois revêtues d’un traitement de finition sur une ou plusieurs faces.

Flexibilité élevée pour garantir la propreté spécifique à chaque pièce

Sur la base du concept de système existant pour le pré-nettoyage, UCM a développé un processus de nettoyage répondant à ces critères. « Comme nous obtenons déjà des pièces prêtes pour le traitement de finition grâce à un processus combiné de solvants et d’étapes humides pour le pré-nettoyage, cette solution s’est imposée. Le nettoyage final se fait toutefois avec un milieu uniquement humide, déterminé lors d’essais », explique le responsable du nettoyage de précision. Les systèmes de préparation pour les médias de rinçage et de séchage faisaient également partie de la prestation d’UCM.

Le système de nettoyage est entièrement encapsulé et dispose de huit bassins immergés, dont six équipés d’ultrasons multifréquence (40, 80 et 120 kHz). La puissance peut être réglée de deux à 15 watts/litre. Cela permet d’adapter de manière optimale la fréquence ultrasonore au type de pièce à traiter. Les paramètres optimaux pour le traitement des différentes optiques, tels que la puissance, la fréquence ultrasonore et le temps de séjour, sont définis comme des programmes spécifiques à chaque pièce et enregistrés dans le système de commande. Pour garantir que le temps de séjour défini dans chaque bassin soit respecté avec précision, la commande flexible permet d’entrer des « temps prioritaires ». Cela permet également d’optimiser le débit. « Nous pouvons enregistrer 64 programmes. Actuellement, nous utilisons environ 20 programmes en production série. Nous avons aussi toujours des développements en cours, et cette flexibilité, grâce aux emplacements de programmes non utilisés, est très pratique », explique Peter Boner. Le programme est lu par l’opérateur via un code-barres présent sur les documents de commande. Ensuite, le processus se déroule de manière entièrement automatique.

Processus de nettoyage sur mesure

Dans les premiers bassins, les impuretés provenant de la manipulation, du transport et des traces de gants sont éliminées des optiques par ultrasons. Tous les bassins de nettoyage sont équipés d’ultrasons. Le rinçage suivant se fait par immersion et pulvérisation. Pour cela, ce bassin a été abaissé afin que les pièces puissent être immergées, rincées avec ultrasons, puis pulvérisées à l’eau VE lors du retrait. Cette solution empêche d’une part que les optiques soient exposées longtemps à l’eau VE. D’autre part, elle garantit une action de rinçage optimale et minimise le transport d’eau vers le bassin de déshydratation suivant.

Séchage doux avec l’éther de fluorohydrocarbures (HFE)

Le délogement de l’eau a été rendu nécessaire par le séchage avec du HFE. Cette méthode permet un nettoyage et un séchage prêtes pour la finition, même pour des verres très sensibles, sans altérer leur efficacité optique.

Pour le processus de séchage, les deux derniers bassins, également équipés d’ultrasons multifréquence, sont situés dans une chambre fermée. La conception du système permet de transférer les pièces sans ouvrir le couvercle du bassin, du premier au second. Le HFE est conduit en cascade depuis la dernière étape jusqu’à la première, puis il est continuellement recyclé par une distillation. Une zone de condensation située au-dessus des bassins empêche les vapeurs de HFE issues du séchage et du retrait des pièces de se disperser dans l’environnement. La vapeur se condense sur des ailettes refroidies jusqu’à -23°C et est dirigée vers la distillation.

Les optiques sèches, après le séchage, sont acheminées via un tapis de déchargement encapsulé et équipé d’un unité de filtration et de ventilation (Flow-Box) vers une station de contrôle, où elles sont inspectées en conditions de salle blanche. « Nous sommes très satisfaits des résultats du nettoyage. De plus, le processus de nettoyage est devenu plus économique grâce à la suppression du travail manuel. Nous sommes convaincus d’avoir fait un excellent choix avec UCM », résume Peter Boner.