Biztonságos és hatékony száraz tisztítás

A két anyagból készült gyűrűs fúvóka szabadalmaztatott technológiája a CO2- és a sűrített levegő burkolatáramlásához biztosítja a folyamatos és homogén tisztítási teljesítményt. Ezáltal megbízhatóan megakadályozza a fúvóka lefagyását is.

A mikrofluidikus Lab-on-Chip termékek gyártásakor a quattroClean rendszer egyidejű finomcsiszolásra és tisztításra használható műanyag fröccsöntött alkatrészek esetében.

Az egyidejű hűtés és tisztítás CO₂-val a PEEK forgácsolási folyamat során jelentősen csökkenti a forgács keletkezését, és jelentősen növeli a forgácsolási sebességet.

A CO2-széneffekt minőségét egy innovatív érzékelőrendszer folyamatosan nyomon követi. A mért értéket összevetik a meghatározott folyamatablakkal, és automatikusan mentik.

A tisztítási folyamatokat tiszta környezetben az adott tisztatér osztályának megfelelően lehet kialakítani és felszerelni. (Kép forrása: acp systems AG)

A műanyagból készült implantátumok tisztításakor a quattroClean-szárazfúvó tisztítást is alkalmazzák. (Kép forrása: istock)

A gyártásban ma a műanyagok fontos szerepet töltenek be az orvostechnikában. A felhasználási területtől függően eltérő szigorúsági követelményeket támasztanak a termékek tisztaságával szemben. A száraz quattroClean hógépi tisztítástechnológia rendkívül széles alkalmazási spektrum esetén teszi lehetővé szennyeződések és finom részecskék reprodukálható, validálható és költséghatékony eltávolítását – még geometriailag nagyon összetett alkatrészek esetén is. Alacsony helyigény, egyszerű automatizálhatóság, valamint a tisztaterekbe és hálózatba kötött gyártási környezetekbe való integráció további előnyei a módszernek.

A műszaki orvostechnikai eszközök házai ugyanolyan műanyagból készülnek, mint az eszközök, implantátumok és segédeszközök, valamint a humán-, fogászati- és állatorvosi laboratóriumi diagnosztikai eszközök. Ezeknek a termékeknek a gyártása különböző hagyományos gyártási eljárásokkal történik, mint például extrudálás, fröccsöntés, valamint megmunkálás, és egyre gyakoribb az ipari 3D nyomtatás is. Minden eljárás során a felületeken maradnak gyártási maradványok, például elválasztószerek, részecskék, flitterrészek, por vagy maradék por a tisztítási folyamatból. A gyógymódokba sorolt termékek kockázati osztályától függően ezek a szennyeződések különböző károsító potenciállal rendelkeznek a páciensek számára. És ez akkor is igaz, ha az eszközt vagy implantátumot sterilizálják. De még azoknál a termékeknél is, amelyeknél például műanyag házak vagy diagnosztikai eszközök esetén közvetlen kockázat nem áll fenn, a film- és/vagy részecskés szennyeződések zavarhatják a későbbi folyamatokat, például bevonatolást vagy lakkozást, illetve torzíthatják a laboratóriumi eredményeket.

Ez jól szemlélteti a komponens tisztításának hatását a termék biztonságára, minőségére és funkcionalitására. Biztosítania kell, hogy a termékre specifikusan előírt tisztasági követelmények és biológiai kompatibilitás megbízhatóan elérhetők legyenek, és ne történjen a tulajdonságok és felületek káros változása.

A hagyományos nedves kémiai végső tisztítás vízalapú közeggel gyakran elakad – különösen összetett geometriai formájú, finom kontúrokkal és struktúrákkal rendelkező alkatrészek, valamint mechatronikai rendszerek esetén, mint például MID (öntött áramkör-tartó).

Negy négy hatás révén maradékmentes tisztaságú felületek

Az acp systems AG quattroClean-hógépi tisztítástechnológiája hatékonynak, folyamatbiztosnak és gazdaságosnak bizonyult ezekben a tisztítási feladatokban. A módszer folyékony, korlátlanul tárolható és nem korróziós szén-dioxidot használ tisztítószerként. Ez a vegyi folyamatok és biomassza energiatermelése során keletkező melléktermék, így környezetbarát.

A tisztítási rendszer egyik fő összetevője egy kopásálló, kétkomponenses gyűrűs adagoló. Ezen keresztül vezetik a nem gyúlékony, ártalmatlan és orvosi alkalmazásokra előkészített szén-dioxidot. A fúvóka kijáratánál finom CO2-hóvá alakul, amelyet egy külön, gyűrű alakú sűrített levegő burkolóval összegyűjtött és hangsebességre gyorsított sugárként. A szabadalmaztatott technológia még automatizált alkalmazások esetén is biztosítja a folyamatos és homogén tisztítási teljesítményt.

Amikor a -78,5°C-os hideg és jól fókuszálható hó-nyomású levegőfúvóka a felülethez ér, egy kombináció alakul ki a termikus, mechanikus, szublimációs és oldószeres hatásokból. Ennek a négy hatásmechanizmusnak az együttműködése révén eltávolíthatók a részecskés és filmes szennyeződések, mint például forgácsok, mikroreszek, por, kopás, elválasztószerek, szilikonok és füstnyomok, például lézeres struktúrálás során, megbízhatóan és reprodukálhatóan. Egyidejűleg a CO2-hógépi tisztítás bakteriosztatikus hatású.

A kristályos szén-dioxid a tisztítás során teljesen gázzá alakul, így a tisztítandó tárgy azonnal száraz lesz. A levált szennyeződések a levegődinamikus erővel leválasztódnak a komponens felületéről, és a sublimált szén-dioxid társaságában elszívódnak a tisztítóegységből. A tisztítás anyagkímélő módon történik, így érzékeny és finom struktúrájú felületek, valamint például additív gyártású alkatrészek is kezelhetők.

Különböző feladatokra bevált

A quattroClean technológiát az orvostechnikában különféle feladatokra alkalmazzák. Ide tartozik a műanyag házak tisztítása a bevonatolás és lakkozás előtt. Ez a módszer helyettesíti a hagyományosan alkalmazott nedves kémiai tisztítást, ahol a műanyag alkatrészek többlépcsős folyamaton mennek keresztül, miközben többször felmelegítik és lehűtik, nagy energiafelhasználással. Ezzel szemben a hideg és száraz CO2-hógépi tisztítás lényegesen kevesebb gyártóterületet igényel, és észrevehető megtakarításokat eredményez a beruházási és működési költségekben. Mikrofluidikus Lab-on-Chip rendszerek gyártásánál a módszer lehetővé teszi a komplex, műanyagból készült fröccsöntött alkatrészek finom tisztítását és eltávolítását. Egy másik alkalmazási terület például a szennyeződések eltávolítása PEEK-ből készült, additív módon gyártott implantátumok struktúráiból.

Hűtés és tisztítás egy lépésben

A magas teljesítményű műanyagból készült implantátumok és orvostechnikai alkatrészek is a kiindulási anyagok. A PEEK száraz megmunkálásából keletkező forgácsok és a belőlük adódó utómunkálatok, például a érdességmentesítés csökkentése érdekében az acp módszerrel a megmunkálás során szelektíven hűtenek. Ez hatékonyan akadályozza meg a forgácsok kialakulását, így a kézi érdességmentesítés mikroszkóp alatt teljesen elkerülhető. A még keletkező forgácsokat azonnal eltávolítja a tisztítási hatás. Emellett a quattroClean rendszerrel a megmunkálási sebesség jelentősen növelhető, ami jelentős termelékenységnövekedést eredményez.

A CO2-hóval történő hűtés ráadásul lehetőséget teremt új alkalmazások kifejlesztésére PEEK esetében. Első próbálkozások a műanyag csiszolásánál kimutatták, hogy a folyamatos hűtés megakadályozza az anyagtulajdonságok változását, valamint a részecskék destruktív lerakódását a csiszolókoron.

Testreszabott, validálható folyamatok az alkalmazásnak megfelelően

A tisztítási eljárás skálázhatósága lehetővé teszi, hogy könnyen és helytakarékosan igazítsák különböző alkalmazásokhoz és alkatrészkialakításokhoz, akár teljes felületi, akár részleges tisztításra. A folyamatfejlesztés az acp systems technológiai központjában történik. Minden folyamatparaméter, mint például a nyomásonkénti levegő- és szén-dioxid-áramlás, a fúvókák száma, a sugárzási terület és idő pontosan az adott alkatrész, alkalmazás, anyagtulajdonságok és a eltávolítandó szennyeződések szerint kerül beállításra. Ezeket a paramétereket alkatrészspecifikus programként lehet elmenteni az üzemirányításban.

A hófúvóka sűrűségének stabilitása az egyik legfontosabb paraméter a folyamatos tisztítási hatás és így a tisztítási folyamat minőségének biztosításában. Ezt az értéket minden egyes fúvókánál folyamatosan nyomon követi egy innovatív érzékelőrendszer. Ez összehasonlítja a mért értéket az alkatrészre vonatkozó, a tisztítási próbák során meghatározott tisztítási ablak értékével, így azonnal felismeri a szabálytalan, túl gyenge vagy túl erős hófúvóka sugárzást, és csak a meghatározott folyamatablakon belül tisztított alkatrészek hagyhatják el a tisztítószobát. Egyidejűleg az érzékelő által mért érték átadható és tárolható a felügyeleti központban, ahol minden gyártási adat egy termékhez kapcsolódik. Ez nemcsak azt igazolja, hogy a tisztítás a meghatározott ablakon belül történt, hanem a pontos értéket is. Minden más folyamatparaméter automatikusan rögzíthető, tárolható és továbbítható a központi számítógéphez a nyomon követhetőség és dokumentáció érdekében. Ez nemcsak a folyamatbiztonságot növeli, hanem megkönnyíti a szükséges folyamatvalidálást is egy kijelölt szervezetnél.

Egyedi rendszerkoncepció – akár tiszta környezetben is

A berendezés koncepcióját az ügyfél egyedi igényei szerint alakítják ki, standard modulokra alapozva, manuális, félautomata és teljesen automata quattroClean rendszerekként. Standalone megoldások is megvalósíthatók, illetve gyártósorokba és összekapcsolt gyártási környezetekbe integrált berendezések is.

Egyszerű tisztítási környezetekhez való rendszerek esetén a folyékony szén-dioxid és a nyomásonkénti levegő előkészítését is integrálják. A levegőellátás, elszívás és felszerelés, például az automatizálási komponensek és azok elhelyezése, mindig a megfelelő tisztatéri osztályhoz igazodik. Az optimális áramlási viszonyok biztosítják a gyors és megbízható eltávolítást a szennyeződésekből. A rendszer alkalmazkodása az ügyfél által meghatározott tisztasági követelményekhez és a helyszíni adottságokhoz különböző megoldásokkal történik, például Clean-Machine kivitelben vagy a tisztatérhez való csatlakoztatással vagy integrálással.

A széles alkalmazási spektrum és a lehetőség, hogy a berendezéseket pontosan az adott alkatrészek és gyártási környezetek specifikációi szerint alakítsák, biztosítja az orvostechnikai termékek megbízható és hatékony tisztítását – még az új Medical Device Regulation (MDR) szerint is.