2.000 pezzi diversi pronti per la pulizia remunerativa

I vetri sensibili delle lenti e dei prismi richiedono una pulizia e un'asciugatura delicate. (Sorgente immagine: Fisba)

Il sistema compatto per la pulizia ultra-fine di lenti ottiche e ottiche è completamente sigillato e dispone di otto vasche. (Fonte immagine: UCM)

La capacità di produzione è di dodici lotti all'ora. La selezione dei programmi specifici per ogni pezzo avviene tramite un lettore di codici a barre (tavolo). (Fonte immagine: UCM)

Gli ultimi due serbatoi sono riservati all'essiccazione HFE e sono coperti con un coperchio. Lo spostamento dei pezzi avviene senza aprire i coperchi. (Sorgente immagine: UCM)

Dopo il processo di pulizia, il nastro di scarico completamente sigillato e dotato di una Flow Box trasporta le ottiche a una stazione di controllo qualità, dove vengono ispezionate in condizioni di camera bianca. (Fonte immagine: UCM)

Non è solo la varietà di articoli che rappresenta una sfida nella pulizia di lenti ottiche e prismi. Anche le dimensioni dei pezzi e le varietà di vetro molto diverse rendono necessario un sistema di pulizia finale sofisticato presso FISBA Optik. È stato sviluppato dalla UCM AG, che lo ha dotato di un sistema di asciugatura HFE. Infatti, per alcuni dei vetri lavorati, l'acqua VE è troppo aggressiva.

L'azienda FISBA Optik AG, con sede a San Gallo in Svizzera, è da oltre 50 anni uno dei principali fornitori mondiali di sistemi ottici, apparecchiature e componenti. I prodotti sono realizzati su misura per diverse applicazioni, ad esempio in tecnologia medica, elaborazione di immagini, metrologia, biofotonica, tecnologia dei diodi laser, astronomia e aerospaziale. L'azienda utilizza, tra l'altro, come uno dei primi produttori in Europa, anche la pressatura di precisione per la produzione economica di asferiche e ottiche di alta qualità con geometrie complesse in vetro. "La qualità dei nostri componenti ottici dipende in modo decisivo dalla loro pulizia," spiega Peter Boner, responsabile della pulizia di ottiche di precisione presso FISBA.

Pulizia – un fattore decisivo di qualità

Per soddisfare anche qui i requisiti più elevati, l'azienda ha investito circa tre anni fa in un nuovo sistema di pulizia ad ultrasuoni per la pre-pulizia. La scelta è ricaduta sulla svizzera UCM AG, un'azienda del gruppo Dürr Ecoclean. "Fondamentale nella decisione è stata naturalmente la qualità della pulizia. UCM è molto flessibile e dispone di molta esperienza e know-how nel settore ottico, di cui abbiamo potuto beneficiare. La soluzione di pulizia è stata ottimizzata sia dal punto di vista tecnico che chimico sulle nostre esigenze, ottenendo così un ottimo risultato. Inoltre, la vicinanza geografica e la collaborazione aperta e partneriale," riassume Peter Boner, i criteri decisivi dell'epoca.

Di conseguenza, UCM è stato anche scelto come fornitore nel 2012, quando si è deciso di sostituire l'impianto di pulizia per la fase finale. Da un lato, l'impianto era ormai datato. Dall'altro, non era possibile pulire con esso ottiche realizzate con diversi tipi di vetro, il che richiedeva una pulizia manuale complessa.

Varietà di articoli, dimensioni e vetri come sfida

FISBA produce tra 1.500 e 2.000 ottiche diverse. Tra queste ci sono lenti ottiche di alta precisione, con diametro di soli 0,5 millimetri. La grande varietà di articoli e le dimensioni molto diverse rappresentavano una sfida nella progettazione del nuovo impianto di pulizia. Da considerare inoltre che anche i pezzi realizzati con vetri molto sensibili e sensibili agli acidi devono poter essere puliti in modo che siano pronti alla verniciatura. Indipendentemente dalle dimensioni e dal materiale, devono essere rispettati valori di pulizia particolarmente elevati, sia in termini di particelle che di film. Dopo la pulizia, le ottiche vengono talvolta rivestite su una o entrambe le superfici.

Elevata flessibilità garantisce la purezza specifica del pezzo

Basandosi sul concetto di impianto esistente per la pre-pulizia, UCM ha sviluppato un processo di pulizia che soddisfa questi criteri. "Poiché nella pre-pulizia otteniamo già pezzi pronti alla verniciatura con un processo combinato di solvente e fasi acquose, questa soluzione era adatta. La pulizia finale invece avviene con un mezzo completamente acquoso, determinato attraverso prove," riferisce il responsabile della pulizia di precisione. Anche i sistemi di preparazione dei mezzi di risciacquo e asciugatura rientrano nell'ambito delle prestazioni di UCM.

Il sistema di pulizia è completamente sigillato e dispone di otto vasche di immersione, di cui sei dotate di ultrasuoni a più frequenze (40, 80 e 120 kHz). La potenza può essere regolata da due a 15 watt/litro. Ciò consente di adattare in modo ottimale gli ultrasuoni al materiale da pulire. I parametri ottimali per il trattamento delle diverse ottiche, come ad esempio potenza e frequenza degli ultrasuoni e tempo di permanenza, sono definiti come programmi specifici per ogni pezzo e memorizzati nel sistema di controllo dell'impianto. Per garantire che il tempo di permanenza definito venga rispettato con precisione in ogni vasca, la regolazione flessibile permette di inserire "tempi prioritari". Ciò porta anche a un'ottimizzazione del throughput. "Possiamo memorizzare 64 programmi. Attualmente lavoriamo con circa 20 programmi in produzione. Tuttavia, abbiamo anche sempre nuove sviluppi, e questa flessibilità grazie agli slot di programma non utilizzati in modo produttivo è molto utile," riferisce Peter Boner. Il programma viene letto dall'operatore tramite un codice a barre presente sui documenti di ordine. Successivamente, il processo si svolge in modo completamente automatico.

Processi di pulizia su misura

Nei primi vasche vengono rimossi ultrasuoni contaminazioni da manipolazione, trasporto e impronte di guanti dalle ottiche. Tutte le vasche di pulizia sono dotate di ultrasuoni. Il risciacquo successivo avviene tramite processo di immersione e spruzzo. Per questo motivo, questa vasca è stata abbassata in modo che i pezzi possano essere immersi nel serbatoio, risciacquati con ultrasuoni e spruzzati con acqua VE durante l'estrazione. Questa soluzione impedisce che le ottiche siano esposte a lungo all'acqua VE. Inoltre, garantisce un'azione di risciacquo ottimale e una minima trasporto di acqua nel successivo serbatoio di dewatering.

Asciugatura delicata con idrofluoroether (HFE)

Lo spostamento dell'acqua è stato reso possibile dall'asciugatura con HFE. Questa procedura consente di pulire e asciugare in modo affidabile anche vetri molto sensibili senza compromettere la loro efficacia ottica.

Per il processo di asciugatura, gli ultimi due serbatoi, anch'essi dotati di ultrasuoni a frequenza multipla, sono collocati in una camera chiusa. La progettazione dell'impianto permette di spostare i carrelli senza aprire la copertura delle vasche dal primo al secondo serbatoio. L'HFE viene condotto dall'ultimo stadio in cascata al primo e da lì viene inviato a una distillazione che lo rigenera continuamente. Una zona di condensazione posizionata sopra le vasche impedisce che i vapori di HFE prodotti durante l'asciugatura e l'estrazione dei pezzi si disperdano nell'ambiente. Il vapore si condensa sulle alette di raffreddamento a temperature fino a -23°C e viene inviato alla distillazione.

I componenti ottici asciutti, dopo l'asciugatura, vengono trasportati tramite un nastro di uscita sigillato e dotato di un'unità di filtri e ventole (Flow-Box) a una stazione di controllo, dove vengono ispezionati in condizioni di ambiente sterile. "Siamo molto soddisfatti dei risultati di pulizia. Inoltre, il processo di pulizia è diventato più economico grazie alla eliminazione del lavoro manuale. Siamo convinti di aver fatto una scelta molto buona con UCM," riassume Peter Boner.