Nettoyage à sec sûr et efficace

La technologie brevetée avec anneau à double matériau pour le jet de CO2 et le jet d'air comprimé garantit une performance de nettoyage constante et homogène. Un gel de la buse est ainsi également évité de manière fiable.

Lors de la fabrication de produits microfluidiques Lab-on-Chip, le système quattroClean peut être utilisé pour le nettoyage fin et le dégraissage simultanés des pièces en plastique moulées.

Le refroidissement et le nettoyage simultanés avec du CO2 lors de l'usinage de PEEK permettent de réduire significativement la formation de copeaux et d'augmenter nettement la vitesse de coupe.

La qualité du faisceau de neige de CO2 peut être surveillée en continu à l'aide d'un système de capteurs innovant. La valeur mesurée est comparée à la fenêtre de processus définie et enregistrée automatiquement.

Pour le nettoyage dans des environnements propres, les installations peuvent être conçues et équipées en fonction de la classe de salle blanche requise. (Source de l'image : acp systems AG)

Lors du nettoyage d'implants en plastique, le nettoyage par projection de neige quattroClean est également utilisé. (Source de l'image : istock)

Dans le domaine de la technologie médicale, les plastiques occupent aujourd'hui une place importante. Selon l'utilisation, des exigences différentes en matière de propreté des produits sont requises. La technologie de nettoyage par neige de glace quattroClean à sec permet, dans un large éventail d'applications, d'éliminer de manière reproductible, validable et rentable les contaminants et les fines particules — même pour des composants géométriquement très complexes. Faible encombrement, automatisation simple ainsi que l'intégration dans des salles blanches et des environnements de fabrication connectés sont d'autres avantages de cette méthode.

Les boîtiers des appareils médicaux sont également fabriqués en plastiques, tout comme les instruments, implants, aides techniques ainsi que les diagnostics de laboratoire pour la médecine humaine, dentaire et vétérinaire. La fabrication de ces produits se fait selon différentes méthodes classiques telles que l'extrusion, l'injection ou l'usinage, et de plus en plus souvent par impression 3D industrielle. Lors de chacune de ces méthodes, des résidus de fabrication restent sur les surfaces, comme des agents de démoulage, des particules, des éclats, de la poussière ou du reste de poudre. Selon la classe de risque à laquelle ces dispositifs médicaux sont classés, ces contaminants présentent des potentiels de dommage différents pour les patients, même après stérilisation avec l'instrument ou l'implant. Mais même pour des produits où il n'existe pas de risque direct, comme les boîtiers en plastique ou les dispositifs de diagnostic, des contaminations filmogènes et/ou particulaires peuvent perturber les processus ultérieurs, comme le revêtement ou la peinture, ou fausser les résultats de laboratoire.

Cela illustre l'importance du nettoyage des composants pour la sécurité, la qualité et la fonctionnalité du produit. Il doit garantir que les exigences spécifiques en matière de propreté et de compatibilité biologique soient atteintes de manière fiable, sans modification indésirable des propriétés ou des surfaces du produit.

Le nettoyage final chimique humide avec des médias humides atteint souvent ses limites — notamment pour les pièces avec des géométries complexes, des contours fins et des structures délicates, ainsi que pour les systèmes mécatroniques avec, par exemple, des substrats de circuits moulés par injection (MID).

Grâce à quatre effets pour des surfaces propres sans résidus

La technologie de nettoyage par neige de glace quattroClean d'acp systems AG s'est révélée performante, sûre et économiquement avantageuse pour ces tâches de nettoyage. La méthode utilise du dioxyde de carbone liquide, inaltérable, non corrosif et à durée de conservation illimitée, comme média de nettoyage. Il se forme en tant que sous-produit lors de processus chimiques et de la production d'énergie à partir de biomasse, ce qui le rend neutre pour l'environnement.

Une composante essentielle du système de nettoyage est une buse à double flux sans usure. Elle conduit le dioxyde de carbone, non inflammable, non toxique et préparé pour des applications médicales. Lorsqu'il sort de la buse, il se détend en un fin « neige » de CO2, condensé par un jet d'air comprimé en anneau séparé, et accéléré à la vitesse supersonique. La technologie brevetée garantit une performance de nettoyage constante et homogène, même dans des applications automatisées.

Lorsque le jet de neige d'air comprimé à -78,5 °C, bien focalisé, frappe la surface, il provoque une combinaison d'effets thermiques, mécaniques, de sublimation et de dissolution. La synergie de ces quatre mécanismes élimine de manière sûre et reproductible les contaminants particulaires et filmogènes, tels que copeaux, micro-éclats, poussière, usure, agents de démoulage, silicones et traces de fumée, par exemple lors de la structuration laser. Par ailleurs, le nettoyage par neige de CO2 a un effet bactériostatique.

Le dioxyde de carbone cristallisé se transforme complètement en gaz lors du nettoyage, ce qui permet à la pièce d'être immédiatement sèche. Les contaminants détachés sont évacués par la force aérodynamique de l'air comprimé de la surface de la pièce, puis aspirés avec le CO2 sublimé hors du module de nettoyage. Le nettoyage est doux pour le matériau, permettant de traiter des surfaces sensibles ou finement structurées, ainsi que des structures délicates, comme celles des composants fabriqués par additive manufacturing.

Preuve de fiabilité pour diverses applications

La technologie quattroClean est utilisée dans la technologie médicale pour diverses tâches. Parmi celles-ci, le nettoyage des boîtiers en plastique avant le revêtement et la peinture. La méthode remplace ici le nettoyage chimique humide traditionnel, qui implique un processus en plusieurs étapes où les pièces en plastique sont chauffées et refroidies à plusieurs reprises avec une consommation énergétique élevée. En comparaison, le nettoyage par neige de CO2 à froid et à sec nécessite beaucoup moins d'espace de production et permet des économies visibles en termes de coûts d'investissement et d'exploitation. Lors de la fabrication de systèmes microfluidiques Lab-on-Chip, la méthode permet la décontamination fine et le nettoyage de pièces moulées complexes en plastique. Un autre domaine d'application est, entre autres, l'élimination de contaminants dans les structures d'implants fabriqués par impression 3D à partir de PEEK.

Refroidir et nettoyer en une étape

Le plastique haute performance est également le matériau de base des implants et composants médicaux usinés par enlèvement de matière. Pour réduire les copeaux générés lors de l'usinage à sec du PEEK et la post-traitement nécessaire pour le débranchement, le procédé acp permet un refroidissement sélectif pendant l'usinage. Cela réduit efficacement la formation de copeaux, permettant d'éviter complètement le débranchement manuel sous microscope. Les copeaux encore présents sont immédiatement éliminés par l'effet de nettoyage. De plus, le refroidissement sélectif avec le système quattroClean permet d'augmenter significativement la vitesse d'usinage, ce qui se traduit par une augmentation claire de la productivité.

Le refroidissement par neige de CO2 offre également le potentiel d'ouvrir de nouvelles applications pour le PEEK. Des essais initiaux de meulage du plastique ont montré que le refroidissement simultané peut empêcher à la fois la modification des propriétés du matériau et le dépôt destructeur de particules sur la meule.

Processus personnalisés, validables et adaptés à l'application

La scalabilité du procédé de nettoyage permet de l'adapter facilement et de manière peu encombrante à différentes applications et géométries de pièces pour un nettoyage complet ou partiel. Le développement du processus se fait dans le centre technique d'acp systems. Tous les paramètres du processus, tels que les débits pour l'air comprimé et le dioxyde de carbone, le nombre de buses, la zone et la durée du jet, sont ajustés précisément par essais pour correspondre à chaque pièce, application, propriétés du matériau et contaminants à éliminer. Ces paramètres peuvent être enregistrés en tant que programmes spécifiques à la pièce dans le système de contrôle.

La stabilité de la densité du jet de neige est l’un des paramètres clés pour assurer une efficacité de nettoyage constante et, par conséquent, la qualité du processus. Cette importante variable peut être surveillée en continu lors de chaque utilisation de la buse grâce à un système de capteurs innovant. Il compare la valeur mesurée à la fenêtre de nettoyage définie lors des essais pour la pièce, permettant de détecter immédiatement un jet de neige trop faible ou trop fort, et de ne faire sortir de la station de nettoyage que les pièces traitées dans la fenêtre de processus définie. Par ailleurs, la valeur mesurée à la buse pour chaque pièce peut être transmise et enregistrée dans une centrale de contrôle supérieure, où toutes les données de fabrication du produit sont stockées. Cela permet non seulement de confirmer si le nettoyage a eu lieu dans la fenêtre définie, mais aussi d’obtenir la valeur précise. Tous les autres paramètres du processus peuvent également être automatiquement enregistrés, stockés et transmis à un ordinateur maître pour une documentation complète et une traçabilité. Cela contribue non seulement à une sécurité élevée du processus, mais facilite également une éventuelle validation du processus par une autorité compétente.

Conception de système sur mesure — même pour des environnements stricts

La conception des installations est adaptée aux exigences spécifiques du client, avec des composants basés sur des modules standard, sous forme de systèmes quattroClean manuels, semi-automatiques ou entièrement automatisés. Des solutions autonomes peuvent être réalisées tout comme des installations intégrées dans des lignes de production ou des environnements de fabrication connectés.

Pour les installations destinées au nettoyage en environnement contrôlé, une préparation adaptée du dioxyde de carbone liquide et de l'air comprimé est intégrée. L’alimentation en air, l’aspiration et l’équipement, comme les composants pour l’automatisation et leur placement, sont ajustés selon la classe de salle blanche concernée. Grâce à des conditions de flux optimales, le transport rapide et fiable des contaminants éliminés est assuré. L’adaptation de l’installation aux exigences de pureté spécifiques du client et aux contraintes spatiales se fait par différentes solutions, telles que la version « Clean-Machine » ou pour l’intégration dans une salle blanche ou une zone propre.

La large gamme d’applications et la possibilité d’adapter précisément les installations aux spécifications des pièces et aux environnements de production permettent un nettoyage sûr et efficace des produits médicotechniques — y compris sous la nouvelle réglementation sur la mise sur le marché des dispositifs médicaux (MDR).