A magas tisztaságnak technikai tisztaságra van szüksége az egész folyamatlánc során

A CNp-technológia: Játékváltó a magas tisztaságú folyamatokban: Az elmúlt évben az LPW a nemzetközi jogok után most már az európai szabadalmakat is megszerezte a már évek óta alkalmazott és belsőleg továbbfejlesztett CNp-eljárás (ciklikus nukleáció) terén. A CNp közvetlenül hat a komponens határfelületén, még nehezen elérhető belső kontúrokban is (például 3D-implantátumok vagy finom kapillárisok és lumen esetén). A folyadék-specifikus gőznyomás görbéjén, a keletkező gőz buborékok képződésén, a gyengéd kavitatió tisztító hatásain, valamint egy hatékony közegcserén keresztül célzott nyomásváltozások révén szabadulnak meg a szennyeződésektől, és szükség esetén biztonságosan eltávolítják a szállított maradék szennyeződéseket. Az ultrahangos CNp-kombináció, mint folyamatnövelő, az LPW számára a legnehezebb feladatokat is megoldja, például az orvosi vagy magas vákuumtechnikai alkalmazásokban.

Új CNp-berendezés: Kis erőmű a legmagasabb High Purity szintekhez: Az LPW portfóliójában újdonság a helytakarékos standard kamrás berendezés, a PowerJet compact CNp. A kétlépcsős rendszer integrált gőz közbenső szűrővel mindössze kb. 4 m² helyet foglal el, és a tisztítási eljárásokon, mint ultrahang és ciklikus nukleáció (CNp), kívül rendelkezik a magasabb igényességi szintekhez szükséges szárítással is. Ez lehet forró levegő vagy infravörös vákuumszárítás formájában. Továbbá az új berendezés egy beágyazott kezelőkamrával van ellátva, amely a két előtartályba épített, 600 x 400 x 300 mm-es méretű és 150 kg-ig terhelhető árukhoz készült. A szendvics szerkezet támogatja a tisztítási és öblítési folyamatokat, valamint a szárítást is magasabb hőmérsékleti szinten. A körfolyamat integrált teljes áramlású szűrést tartalmaz, több mint 4 m² szűrőfelülettel és akár 0,5 µm-es szűrőegységekkel. Jelenleg a kis erőmű két változatban érhető el. További információk: www.lpw-cleaning.de.

1. Az orvostechnikai új termékek, például az additív gyártással készült implantátumok, új kihívásokat jelentenek a tisztítógépek gyártói számára. Emellett meg kell felelni a szabályozási követelményeknek (Európában az orvostechnikai eszközökre vonatkozó rendelet), amelyeket kezelni kell. (Fotó: LPW)

2. Kapilláriszerkezetek, például finom csatornákban és csövekben, a felhasználási céltól függően a legmagasabb tisztasági követelményeknek kell megfelelniük. Az arányuk (belső átmérő és hossz viszonya) miatt ezek az alkatrészek lehetetlenné teszik a legtöbb ismert tisztítási eljárás alkalmazását, és a mosási valamint szárítási folyamatokat is komolyan próbára teszik. Itt egy 300 mm hosszú üvegkapilláris látható, amelynek belső átmérője kb. 50 µm. (Fotó: LPW)

3. Lézer- és magas vákuumtechnológiában a tisztítás érzékeny és rendkívül precízen megmunkált felületekkel kerül szembe – például itt tükrökkel. (Fotó: LPW)

4. A szárítás hatásai a műszaki tisztaság fokára gyakran alulértékeltek. Így az energiahatékony körbefúvásos szárítás hajlamos a legfinomabb szerves és szervetlen szennyeződések koncentrációjára, ami a részegészség visszafertőződéséhez vezet. Ezért az LPW környezettől elszigetelt infrarendszereket alkalmaz. (Fotó: LPW)

Az egész gyártóipar technológiai változáson megy keresztül. És ez világszerte. A megváltozott mobilitási koncepciók, a digitalizáció, valamint teljesen új termékek gyártása magasabb követelményeket támaszt a műszaki tisztasággal szemben. Csak a tisztítás már nem elegendő. Nagyon tiszta környezetek és finoman összehangolt részfolyamatok az egész folyamatláncban ugyanúgy relevánssá váltak, mint a megfelelő tisztítási technológia magában. Ez új eljárásokat, gondolkodásmódokat és bővített megértést követel meg az üzemek gyártóitól és ügyfeleiktől egyaránt.

A műszaki tisztaság tehát már nem kizárólag a tisztítási folyamat eredménye. Ez tegnap volt. A modern High Purity feladatok egy holisztikus folyamat-szinfóniát jelentenek, és tisztázni kell, hogy például a előfeldolgozás milyen hatással van egy alkatrész tisztíthatóságára, hogyan alakul a tisztítás közvetlen belső paramétereivel, és hogyan kell megtervezni a következő folyamatot, amely a tiszta alkatrész szállítását végzi a tényleges felhasználási helyre („Point of Use”).

Tapasztalat és kutatás

A LPW Reinigungssysteme GmbH az elmúlt években világszerte megerősödött, mint a High Purity szegmensben ügyfél-specifikus berendezésmegoldások partnere. A rendszerek számos high-tech területen működnek, és a legmagasabb tisztasági követelményeket teljesítik. Emellett a Riederich-i szakemberek intenzíven foglalkoznak kutatással, és a különböző iparágak felhasználóival együttműködve saját teszt- és szolgáltatóközpontjukban átfogó kísérleteket, valamint bér-tisztítást végeznek, akár tisztatéri körülmények között is. A finom- és ultra finom tisztítás területén szerzett tapasztalatokból és kutatásokból a legfontosabb trendek és tanulságok a következők:

Alapvetően:
– A előfeldolgozások pozitív és negatív hatásait a műszaki tisztaság szintjére kell értékelni. A hangsúly a kezelési műveleteken, a felhasznált segéd- és működtető anyagokon vagy a környezeti paramétereken van.
– Minél stabilabb egy előfeldolgozás a nettó szennyeződések tekintetében, annál hatékonyabban és biztonságosabban lehet megvalósítani a kívánt tisztasági szinteket.
– A nem tervezett változások, például segéd- vagy működtető anyagok, eszközök cseréje, geometriai módosítások az alkatrészeken vagy váratlan várakozási idők negatívan befolyásolják a tisztítást, akár a sikertelenségig.

Ezek az alapelvek különböző intenzitással minden tisztítási folyamatra érvényesek. Az új High Purity feladatok további jellemzőket hoznak magukkal:
– Filmes, pigment-szerű vagy akár biológiai, toxikus vagy atomos szennyeződések „rejtőznek” a lamináris határfelületen, közvetlenül az alkatrész felületén.
– Egy összetett, esetleg kapilláris geometria vagy sűrűn elhelyezkedő tisztítandó tárgy esetén sok bevált tisztítási folyamat és közeg (víz vagy gáz közvetítésével) csak korlátozottan vagy egyáltalán nem alkalmazható.
– Emellett figyelembe kell venni a környezeti feltételek hatásait (pl. kereszt-szennyeződés), a szennyeződés veszélyét a tisztítógép saját részeiből vagy a nem megfelelő közeg alkalmazásából eredően.
– A „Tisztítás” minőségkapu utáni következő folyamat is saját kockázatokat rejt magában. Mivel időben és térben távol van egymástól a kívánt tisztasági szint elérése és a hely, ahol szükség van rá. A helytelen kezelés, a nem megfelelő csomagolás vagy a nem megfelelő környezeti paraméterek, illetve az idő előtti tárolás és várakozás által okozott öregedési/átalakulási hatások tönkreteszik az eredményeket az út során a tényleges felhasználásig.

High Purity-től mini-től XXXL-ig

Ez a High Purity elméleti és forrólistás összefoglalója. Az üzemek mindennapjaiba adaptálva ezek a LPW-portfólió projektek jól tükrözik a gyakorlatot.

AM-gyártás: Egy amerikai orvostechnikai eszközöket és implantátumokat gyártó vállalat számára additív gyártásból származó csípőprotéziseket kellett megtisztítani a 3D-s porhulladék nyomtatás után. A gyártási folyamat során nyitott pórusú geometriai kialakítás keletkezik, amely első lépésben pormaradványokkal szennyezett. A következő lépésekben mechanikai utófeldolgozás során szennyeződések keletkezhetnek a belső geometria területén. Így két tisztítási folyamat szükséges: az első nyomtatás után, a második pedig közvetlenül a végső feldolgozás és csomagolás előtt. A LPW egy teljesen automata, kétkamrás rendszerrel, PowerJet típusú, moduláris rendszerrel tervezte meg ezt a feladatot – mindkét kamrában ultrahangos-CNp kombinációval és a porhulladék megfelelő leválasztásával.

Magas vákuumtechnika komponensei: Ebben az ágazatban főként érzékeny alkatrészekkel dolgoznak, amelyek szilícium- vagy molekulaszintű atomos szennyeződéseket tartalmaznak. A tisztítási folyamatot jelentős Quality Gate-k (minőségkapuk) kötötték a gyártási folyamatba. Egy ilyen kapu a nedves tisztítás a tisztatér előtt (általában ISO 5), amelyet egy magas vákuumkamrában végzett „bake out” követ, a végső organikus tisztasági követelmények eléréséhez. A LPW már évek óta szállít komplex High Purity rendszereket a végső nedves tisztításhoz az ISO-5 tisztatér előtt Európába, Ázsiába és Észak-Amerikába. Az EU-ban közvetlenül és közvetve az ASML beszállítói, például a Trumpf Semiconductor részlege, a felhasználók között vannak. Az USA-ban olyan ügyfelek, mint az Applied Materials. Ázsiában pedig nemrég érkezett az első XXXL-Grade1 rendszer a hosszú távú partner, a VAT Malaysia részére. A feladatok – a filmes szennyeződés eltávolítása a tisztatéri „bake-out” előtt végzett végső nedves tisztítás – számára egyedi, teljesen automata, többkamrás rendszert építettek, többfrekvenciás ultrahangos-CNp kombinációval, Ultra-Pure-Water öblítésekkel és egy re-kontaminációmentes vákuum-IR szárítással.

Az üzemek gyártói feladatai

Az új elvárásokat nem lehet régi gondolkodásmóddal és módszerekkel kezelni. Ezért a LPW csapata 2008 óta az új feladatokra fókuszál, és az iparági fő trendek alapos elemzése és értékelése alapján mélyreható átalakításon ment keresztül a vállalat és termékei, amely máig rugalmas maradt. A belső folyamatok és eljárások átszervezése mellett nagy hangsúlyt fektetnek a munkatársak képzésére és továbbképzésére. Emellett minden tisztítógépet teljesen átdolgoztak és továbbfejlesztettek, valamint listákat készítettek tiltott anyagokról. A mosási és szárítási folyamatokat módosították, és minden kezelési- és automatizálási rendszert alkalmazkodóvá tettek. A digitális folyamatfigyelést fejlesztették, és jelenleg is intenzív K+F folyamatban van, külső szakértőkkel együttműködve.

Nem utolsósorban az alkalmazásfejlesztés (applikációs mérnökség) egy teljesen új üzletágat hozott létre, amely az új szolgáltatások (pl. képzések, alkalmazás-tervezés és támogatás, folyamat szimuláció, energia- és minőség-hatékonyság növelése, tisztatéri bér-tisztítás) mellett a K+F tevékenységeket is koordinálja. Mindezek a technikai megoldások, folyamatok és eljárások az LPW-nél közösen, az ügyfelekkel szoros együttműködésben fejlesztődnek, próbálódnak és folyamatosan kérdőjeleződnek meg. Néha mindkét fél számára kihívást jelent, de elengedhetetlen ahhoz, hogy az új feladatok és elvárások sikerrel járjanak.