Tiszta szén-dioxid-hóval szárazon és folyamatszabályosan tisztítani a tisztatérben

A tisztítósugár minőségét szenzorokkal lehet megfigyelni, és digitális értékké alakítani, amely minden egyes alkatrészhez hozzárendelhető, majd tárolható és dokumentálható. (Kép forrása: acp systems AG) / A tisztítósugár minőségét szenzorokkal lehet megfigyelni, és digitális értékké alakítani, amely minden egyes alkatrészhez hozzárendelhető, majd tárolható és dokumentálható. (Kép forrása: acp systems AG)

A hálózatba kötött gyártási környezetekbe integrálható quattroClean rendszer lehetővé teszi szilárd vagy teljes felületi szinten a részecskés és filmes szennyeződések részleges vagy teljes eltávolítását szinte minden műszaki anyagról tiszta környezetben. (Kép forrása: acp systems AG)

Az elektropolírozott rozsdamentes acélból készült belső falak rendkívül sima és könnyen tisztítható felületeket biztosítanak. (Kép forrása: acp systems AG)

Egy, az orvostechnikai alkalmazásra tervezett és tisztatérbe integrált quattroClean rendszerben egy robot juttatja a részeket a sugártisztítási folyamatba. (Kép forrása: acp systems AG) / In a quattroClean system designed for a medical device application and integration into a cleanroom, a robot feeds the parts to the jet-cleaning process. (Photo source: acp systems AG)

A szenzorok tisztításához a CO2-hócső rendszer került beépítésre egy szabványos modulba, amely tiszta levegőellátással és közegelőkészítő rendszerrel van felszerelve a folyékony szén-dioxid és a sűrített levegő számára. (Kép forrása: acp systems AG) / A szenzorok tisztításához a CO2-hócső rendszer került beépítésre egy szabványos modulba, amely tiszta levegőellátással és közegelőkészítő rendszerrel van felszerelve a folyékony szén-dioxid és a sűrített levegő számára. (Kép forrása: acp systems AG)

Az összetett minőségi tényezőként a gyártásban a alkatrész tisztítása elengedhetetlen, és egyre gyakoribb, hogy tiszta környezetben végzik a tisztítási folyamatokat. A bevált quattroClean-technológia előnyöket kínál a módszerek, kialakítás, folyamatbiztonság és automatizálhatóság szempontjából.

Legyen szó autóiparról és beszállítói ágazatról, optikáról, orvostechnikáról, félvezetőiparról vagy mikrotechnológiáról – a tisztítási folyamatok számos iparágban kulcsfontosságú technológiák a termékek minőségének és funkcionalitásának biztosításához. A tisztasági követelmények változnak az adott termék, gyártási szakasz és a gyártási lánc következő lépése, például bevonatolás, összekapcsolás, összeszerelés vagy csomagolás szerint. Egyre inkább szükségessé válik a tisztítási folyamatok tiszta környezetben vagy tisztatérben történő végrehajtása.

A modularis felépítésű quattroClean jégsugártechnológia az acp systems AG-nál hatékonynak, folyamatbiztosnak és gazdaságosnak bizonyult ezekben a tisztítási feladatokban. Ezért egyre gyakrabban váltja ki a hagyományos módszereket, például a nedves-kémiai tisztítást. Ennek okai között szerepel, hogy a tisztító rendszer lényegesen kevesebb gyártóterületet igényel, és alacsonyabb beruházási és működési költségeket okoz.

Négy hatás a maradékmentes, tiszta felületekért

A módszer folyékony, korlátlanul tartós és nem korrózív szén-dioxidot használ tisztítószerként. Ez a vegyi folyamatok és a biomassza energia-termelése során keletkező melléktermék, ezért környezetbarát.

A tisztító rendszer központi eleme egy kopásmentes kétkomponensű gyűrűs fúvóka. Ez vezeti a nem gyúlékony és ártalmatlan szén-dioxidot. A fúvókából való kilépéskor a szén-dioxid finom CO2-hó formájában relaxál, amelyet egy külön, gyűrű alakú nyomású levegőburok összegyűjt és gyorsít fel akusztikus sebességre.

Amikor a -78,5°C hideg és jól fókuszálható hónyomású levegő a tisztítandó felületre érkezik, egy kombináció alakul ki hő-, mechanikai, szublimációs és oldószeres hatásból. Ennek a négy hatásmechanizmusnak az együttműködése biztonságosan és reprodukálható módon távolít el részecskéket és filmrétegeket, például mikrospáneket, port, kopást, megmunkálási maradványokat, polírozópasztákat, szétválasztó anyagokat, szilikonokat, fluxusokat és füstnyomokat. A levált szennyeződések az aerodinamikus levegőerő segítségével eltávolításra kerülnek, és egy beépített elszívó rendszerrel távolítják el őket. A kristályos szén-dioxid a tisztítás során teljesen gázzá alakul, így a tisztítandó felület azonnal száraz lesz. A levált szennyeződések a levegőnyomás erejével elválasztódnak az alkatrész felületétől, és a sublimált szén-dioxiddal együtt az elszívó egységből távoznak.

A tisztítás anyagkímélő módon történik, így érzékeny és finom szerkezetű felületek is kezelhetők. A száraz tisztítási eljárás szinte minden technikai anyagból és anyagkombinációból készült alkatrész esetén alkalmazható.

Egységes teljes felületi vagy részleges tisztítás homogén teljesítménnyel

A skálázhatóságának köszönhetően a quattroClean rendszer könnyen és helytakarékosan igazítható különböző alkatrészek geometriájához, részleges vagy teljes felületi tisztítás céljából. A feladattól függően egy vagy több egyedi fúvóka, illetve egy fúvóka tömb alkalmazható. A szabadalmaztatott technológia még nagy felületeken is biztosítja a homogén tisztítási teljesítményt.

Minden folyamatparaméter, mint például a levegő és szén-dioxid nyomás, a sugárzó fúvókák száma, a sugárzás területe és időtartama, pontosan a technológiai laboratóriumban végzett próbák alapján kerül beállításra, az adott alkalmazás, az anyag tulajdonságai és a leválogatandó szennyeződések szerint. Ezek a paraméterek alkatrészspecifikus programként tárolhatók a rendszer vezérlésében.

A magas folyamatminőség fenntartása érdekében a fúvókák egyedileg felügyelhetők CO2- és levegőellátás, sugárzáskonszisztencia és időtartam szempontjából, és az eredményül kapott értékek automatikusan menthetők. A szén-dioxid koncentrációját a gyártási környezethez közeli be- és kilépő pontokon világszerte tanúsított érzékelőkkel lehet figyelemmel kísérni.

Részleges és teljes automata tisztítási rendszerek

A berendezések tervezésének mércéje az adott tisztasági és ciklusidő követelmények. Ennek alapján az acp systems szabványos modulokra alapozva, egyedi igények szerint kialakított, kézi, rész- és teljesen automatizált rendszermegoldásokat valósít meg – akár önálló megoldásként, akár gyártási integrációként vagy összekapcsolt gyártási környezetekhez. Ez utóbbit a rendszer Industry 4.0-kompatibilitása teszi lehetővé. A berendezés könnyen integrálható szabványos interfészeken keresztül a felügyeleti számítógépekbe, és ezeken keresztül irányítható. A folyamatparaméterek automatikusan rögzítésre, tárolásra és a központi irányítórendszerhez továbbításra kerülnek a nyomon követhetőség és dokumentáció érdekében.

Eltérő koncepciók a tisztatér-kompatibilis kialakításhoz

Amennyiben tiszta környezetben folyik a gyártás, a tisztítás alapvető célja, hogy ne engedje be a környezetből származó szennyeződéseket, illetve ne juttassa vissza azokat, és megbízhatóan elkerülje az alkatrész rekontaminációját. Ezekhez a rendszerekhez integrálják a megfelelő folyékony szén-dioxid és nyomástartó levegő előkészítését. A levegőellátás, elszívás és felszerelés, például az automatizálási komponensek és azok elhelyezése, az adott tisztatéri osztályhoz igazodik. A tisztító modulok kialakításánál kiemelt figyelmet fordítanak az optimális áramlási viszonyok kialakítására, hogy gyors és megbízható módon szállítsák el a leválasztott szennyeződéseket. A berendezés alkalmazkodása az ügyfél egyedi tisztasági követelményeihez és helyszíni adottságaihoz különböző megoldásokkal valósítható meg.

Gazdaságos megoldás: Clean-Machine koncepció

Azoknak az alkalmazásoknak, ahol csak tiszta körülmények között szükséges a tisztítás, a úgynevezett Clean-Machine koncepció kínál megoldást. Ezek a berendezések kapszulázott kialakításúak, melybe a tiszta levegő ellátás beépített. A tisztító modulban alkalmazott túlnyomás megakadályozza, hogy a környezetből beszívott szennyezett levegő bejusson. Az elektropolírozott rozsdamentes acélból készült berendezések belseje sima felületekkel rendelkezik, amelyek könnyen tisztán tarthatók.

Ez a megoldás többek között egy érzékelőgyártótól származó eszközt használ, hogy a csomagolás előtt eltávolítsa a részecskéket az érzékelőkről. A berendezés betöltése egy Poka Yoke-elv szerint kialakított fiókrendszerrel történik, melybe a szennyezett érzékelőket tartalmazó tálcák egy meghatározott pozícióba kerülnek. Amikor a fiók a helyén van, egy lineáris egységhez rögzített speciális tartó két érzékelőt vesz fel, és szállítja a tisztítórészbe, ahol egy speciális fogómechanizmus veszi át. Ezután két fúvóka egy meghatározott szögben irányul a forgó érzékelőkre. A tisztítás során a szennyezett részecskék azonnal és célzottan eltávolításra kerülnek egy elszívó modul segítségével. A tisztítás után a fogómechanizmus visszahelyezi az érzékelőket a lineáris tartóba, szigorúan elkülönítve a „Szennyezett” és „Tiszta” részeket, hogy elkerüljék a rekontaminációt. A tisztított érzékelőket egy második fiókrendszerbe, tisztító tálcákba helyezik.

Alkalmazások tisztatérben

Teljes kapszulázással rendelkeznek azok a berendezések is, amelyeket tisztatérbe integrálnak. A tiszta levegő ellátás vákuummal történik. Ezáltal a levegő a tisztatérből szívódik be, és az integrált elszívó rendszerrel távozik a tisztítórészből. Ez megakadályozza, hogy részecskék vagy más szennyeződések kerüljenek a tisztatérbe.

Például egy orvostechnikai gyártónál alkalmazzák a stentek tisztítására. A kihívás az volt, hogy a tisztítási folyamatot a rendkívül finom komponenshez igazítsák. A stentet egyrészt biztonságosan kell tartani a tisztítás során, másrészt el kell kerülni a deformációt, és biztosítani kell a tapadó részecskék és filmrétegek megbízható eltávolítását. Ezt egy speciális alkatrészmeghajtó kialakításával érték el, amelyet egy robot a tisztítósugárhoz irányít.

Nagyon magas követelményeket támasztott egy félvezetőipari litográfiai rendszer gyártója a tisztatér-kompatibilis berendezés kialakításával kapcsolatban. Többek között a nyomástartó levegő és a folyékony szén-dioxid közegellátását speciális szűrőrendszerek biztosítják, amelyek garantálják a részecske- és szénhidrogénmentes közegellátást. A leválasztott szennyeződések és a sublimált CO2 háromlépcsős szűrőrendszerrel kerülnek eltávolításra.

A tisztatérbe integrált berendezést egy optikai komponens, például EUV (extrém ultraibolya sugárzás) litográfiához használnak, amely erősen szennyezett tapadó és füstnyomokkal. A tisztítás egy fúvókával történik, melyet egy robot a meghatározott mozgásrend szerint, pontosan meghatározott távolságban mozgat a tisztítandó felület felett. A nedves-kémiai folyamatokhoz képest a tisztítási idő jelentősen csökkent, és már nem szükségesek vegyszerek vagy víz. Emellett a tisztítás kíméletesebb és jobb eredményt nyújt.