Controllo della pulizia tecnica utilizzando un contatore di particelle superficiali con tecnologia a luce diffusa

Immagine 1: Misurazione diretta del componente. Sono visibili i segni di lavorazione causati dalla laminazione.

Figura 1: Misurazione diretta del componente. Sono visibili i segni di lavorazione dovuti alla laminazione.

Figura 2: Impronta in posizione predefinita per determinare una curva di decadimento (sinistra); curva di decadimento determinata (destra)

Figura 2: Impronta in una posizione predefinita per determinare una curva di decadimento (sinistra); curva di decadimento determinata (destra)

Figura 2: Impronta in posizione predefinita per determinare una curva di decadimento (a sinistra); curva di decadimento determinata (a destra)

Dati grezzi della curva di decadimento

Risparmiare risorse è un tema centrale della nostra società. In questo contesto, lo sviluppo di molte parti e componenti tende a utilizzare sempre meno materiale e a strutture sempre più piccole. Di conseguenza, le parti diventano più sensibili, in modo che i requisiti di purezza delle parti aumentino per garantire un funzionamento impeccabile. Per quanto riguarda la purezza delle parti, bisogna distinguere tra purezza tecnica e purezza ottica. La purezza tecnica si riferisce alle contaminazioni critiche per la funzione, mentre la purezza ottica indica le contaminazioni che compromettono l'aspetto visivo.

Lo standard VDA 19, noto nell'industria automobilistica, e la "Guida alla purezza tecnica in elettrotecnica" elaborata dal ZVEI sono strumenti utili per la valutazione della purezza tecnica. In passato, nell'industria automobilistica, i particelle erano spesso considerate interessanti solo se almeno di 50 µm di grandezza. Nei riduttori e negli alberi motore, le particelle sono considerate critiche generalmente a partire da 600 µm. Tuttavia, la PMT GmbH riceve sempre più frequentemente richieste per la rilevazione affidabile di particelle inferiori a 50 µm. La tecnologia di illuminazione a striscia, menzionata nella ISO 14644-9, si è dimostrata efficace a tal fine. In questo metodo, la luce viene proiettata quasi parallelamente alla superficie. Ad ogni rilevamento, la luce viene riflessa e diffusa. Anche particelle di pochi micrometri di dimensione possono essere rilevate con sicurezza. Questo principio di misurazione viene utilizzato nel dispositivo "PartSens 4.0" della PMT Partikel-Messtechnik GmbH.

La preparazione del campione non richiede estrazione umida. A seconda della geometria e delle caratteristiche della superficie, il componente può essere campionato direttamente o le particelle possono essere estratte seccamente. Questa metodologia è ideale per tutte le parti che non devono essere bagnate, sono fisse o per le quali, per altri motivi, l'estrazione umida non è adatta. Rappresenta quindi un'ottima alternativa o integrazione alla tradizionale estrazione umida e all'analisi standard secondo VDA-19.

Qui vengono presentate due applicazioni pratiche come esempio. Nel primo esempio, si valuta la pulizia di lastre di metallo laminato e pellicole metalliche. La sfida consiste nel poter fornire in tempi brevi affermazioni valide sulla contaminazione media. Ciò permette di identificare in modo affidabile tendenze negative durante il funzionamento di routine, come un aumento del numero di particelle dovuto all'usura delle macchine. La misurazione diretta sulla superficie è limitata a causa delle strutture di laminazione, che introducono un alto bias. È preferibile l'estrazione secca delle particelle tramite pad adesivi.

Per verificare l'affidabilità del metodo di estrazione, la VDA 19 prevede la determinazione di una curva di decadimento. In questo procedimento, il componente viene pulito sei volte consecutive nel cabinet di lavaggio. Il numero di particelle estratte alla sesta volta non deve superare il 10% di quello estratto alla prima. Seguendo questa procedura, il componente è stato battuto sei volte consecutive nello stesso punto, e si è determinata una curva di decadimento. Come mostra il diagramma sottostante in figura 2, questo metodo può essere considerato idoneo.

Il secondo esempio evidenzia il ruolo dell'uomo nelle camere bianche. Sono stati esaminati due diversi posti di lavoro. Il primo si trovava in una camera bianca ISO 7 con flusso d'aria turbolento. Il secondo in una camera bianca ISO 6 con flusso d'aria laminare. Inoltre, il posto di lavoro 2 era schermato dal corridoio, con un pannello di plexiglas sospeso dal soffitto fino a circa 50 cm sopra la superficie di lavoro. Ciò impedisce la miscelazione dell'aria causata dai movimenti del personale. Inoltre, nel settore del posto di lavoro 2 sono state installate barre di ionizzazione, come l'AeroBar 5225s della SIMCO ION, che evitano l'accumulo elettrostatico sulle superfici e quindi l'adesione di particelle. Entrambi i posti di lavoro sono stati puliti un giorno prima.

Su entrambi i posti di lavoro sono state prelevate campioni tramite il test di battitura. I risultati dimostrano efficacemente l'efficacia delle misure adottate. La maggior parte delle particelle rilevate ha una dimensione tra 10 e 50 µm. Il numero di particelle più piccole e più grandi diminuisce. Essendo camere bianche, si presume che le contaminazioni siano originate all’interno della camera stessa. È ragionevole supporre che le particelle trovate siano squame di pelle umana. La criticità di questa contaminazione dipende dal prodotto realizzato e deve essere valutata dal reparto QM / QS.

Spesso le camere bianche sono dotate di un sistema di monitoraggio delle particelle in loco per le particelle trasportate dall'aria. È importante verificare se le particelle rilevate nel test siano effettivamente state rilevate dal sistema di monitoraggio delle particelle. In base al potenziale di danno delle particelle trovate, può essere utile istituire un monitoraggio per particelle > 10 µm. Una soluzione consolidata si trova di nuovo nella VDA 19, che descrive l'uso di trappole per particelle.

Attraverso due esempi pratici, è stata dimostrata la sensibilità e la flessibilità del metodo a luce diffusa, applicato con il rilevatore portatile di particelle superficiali PartSens+ 4.0.