2.000 verschillende onderdelen geschikt voor vergoeding reinigen

De gevoelige glazen van lenzen en prisma's vereisen een voorzichtige reiniging en droging. (Afbeeldingsbron: Fisba)

Het compacte systeem voor ultrafijne reiniging van optische onderdelen en lenzen is volledig afgesloten en beschikt over acht bakken. (Bron afbeelding: UCM)

De doorvoer bedraagt twaalf ladingen per uur. De invoer van de stuksspecifieke programma's gebeurt met een barcodelezer (tafel). (Beeldbron: UCM) / The equipment has a throughput capacity of 12 loads per hour. Part-specific programs are selected by means of a bar code reader (table). (Image source: UCM)

De laatste twee bakken worden gebruikt voor de HFE-drogingsproces en zijn afgedekt. Het verplaatsen van de onderdelen gebeurt zonder de deksels te openen. (Bildbron: UCM) / The last two tanks are reserved for HFE drying and are covered with a lid. Parts can be transferred from one tank to the other without removing the lids. (Image source: UCM)

Na het reinigen transporteert de ingekapselde en met een Flow Box uitgeruste afvoerband de lenzen naar een controlepost, waar ze onder cleanroomomstandigheden worden gecontroleerd. (Afbeeldingsbron: UCM)

Het is niet alleen de artikelvariëteit die een uitdaging vormt bij het reinigen van optische lenzen en prisma's. Ook de afmetingen van de onderdelen en zeer verschillende glassoorten maken bij FISBA Optik een geavanceerd eindreinigingssysteem noodzakelijk. Het systeem is ontwikkeld door de UCM AG, die het uitrustte met een HFE-drogingsproces. Want voor sommige van de verwerkte glazen is VE-water te agressief.

Het in het Zwitserse St. Gallen gevestigde FISBA Optik AG behoort sinds meer dan 50 jaar tot de wereldwijde toonaangevende leveranciers van optische systemen, apparaten en componenten. De producten worden op maat gemaakt voor verschillende toepassingen, bijvoorbeeld in de medische technologie, beeldverwerking, meettechniek, biophotonica, laserdiode-technologie, astronomie en ruimtevaart. Daarbij gebruikt het bedrijf als een van de eerste fabrikanten in Europa ook precisie-blankpersen voor de economische serieproductie van sterke, hoogwaardige asferische en optische componenten van glas met complexe geometrieën. "De kwaliteit van onze optische onderdelen hangt in grote mate af van hun netheid," legt Peter Boner uit, hoofd reiniging van precisie-optieken bij FISBA.

Netheid – een beslissende kwaliteitsfactor

Om ook hier aan de hoogste eisen te voldoen, investeerde het bedrijf ongeveer drie jaar geleden in een nieuw ultrasoon-reinigingssysteem voor de voorreiniging. De keuze viel op de Zwitserse UCM AG, een bedrijf van de Dürr Ecoclean Groep. "Belangrijk bij de beslissing was natuurlijk de reinigingskwaliteit. UCM is zeer flexibel en beschikt over veel ervaring en knowhow in de optische industrie, waar wij van konden profiteren. De reinigingsoplossing is zowel technisch als chemisch optimaal afgestemd op onze behoeften, zodat we een zeer goed resultaat behalen. Daarnaast spreken de geografische nabijheid en de open, partnerschappelijke samenwerking," vat Peter Boner de toenmalige selectiecriteria samen.

Daarom was UCM ook de aangewezen leverancier toen in 2012 de reinigingsinstallatie voor de eindreiniging moest worden vervangen. Enerzijds was deze verouderd. Anderzijds konden optieken van verschillende glassoorten daarmee niet worden gereinigd, wat een arbeidsintensieve handmatige reiniging vereiste.

Artikelvariëteit, afmetingen en glazen als uitdaging

FISBA produceert tussen de 1.500 en 2.000 verschillende optische onderdelen. Daaronder bevinden zich hoogprecisie optische lenzen met een diameter van slechts 0,5 millimeter. De enorme variëteit aan artikelen en de zeer uiteenlopende afmetingen vormden een uitdaging bij het ontwerp van de nieuwe reinigingsinstallatie. Daarnaast moest rekening worden gehouden met onderdelen die gemaakt zijn van uiterst gevoelige en zuursensitieve glazen, die in de installatie op verontreinigingen moeten worden gereinigd. Ongeacht de grootte en het materiaal moeten daarbij de hoogste partikel- en filmreinigingswaarden worden gehaald. Na de reiniging worden de optieken deels enkelzijdig of dubbelzijdig gecoat.

Hoge flexibiliteit verzekert partijkspecifieke reinheid

Op basis van het bestaande installatieconcept voor de voorreiniging ontwikkelde UCM een reinigingsproces dat aan deze criteria voldeed. "Omdat we bij de voorreiniging met een gecombineerde procesgang met oplosmiddel- en waterige stappen eigenlijk al verontreinigingsvrije onderdelen bereiken, leek deze oplossing geschikt. De eindreiniging gebeurt echter met een puur waterig medium, dat in proefjes werd vastgesteld," vertelt de leidinggevende van de precisie-reiniging. De opnamesystemen voor de spoel- en droogmedia maakten ook deel uit van de dienstverlening van UCM.

Het reinigingssysteem is volledig afgeschermd en beschikt over acht onderdompelbakken, waarvan zes zijn uitgerust met meerfrequent ultrasoon (40, 80 en 120 kHz). Het vermogen kan telkens worden ingesteld van twee tot 15 watt per liter. Dit maakt een optimale afstemming van het ultrasoonproces op het te reinigen onderdeel mogelijk. De voor de behandeling van verschillende optieken optimale parameters, zoals vermogen en frequentie van het ultrasoon en verblijftijd, zijn als partijkspecifieke programma's gedefinieerd en in de besturing van de installatie opgeslagen. Om de vastgestelde verblijftijd in de respectievelijke bakken precies te garanderen, maakt de flexibele regeling invoer van "geprioriteerde tijden" mogelijk. Dit leidt ook tot een optimalisatie van de doorvoer. "We kunnen 64 programma's opslaan. Momenteel werken we met ongeveer 20 programma's in de serieproductie. We hebben echter ook altijd nieuwe ontwikkelingen, en door de niet-productieve programmaplaatsen is deze flexibiliteit ideaal," vertelt Peter Boner. Het programma wordt door de operator ingelezen via een barcode op de betreffende werkbonnen. Daarna verloopt het proces volledig automatisch.

Op maat gemaakte reinigingsprocessen

In de eerste bakken worden verontreinigingen van handling en transport, evenals vingerafdrukken, met ultrasoontechnologie van de optieken verwijderd. Alle reinigingsbakken zijn uitgerust met ultrasoon. Het daaropvolgende spoelen gebeurt als onderdompel-/spuitproces. Hiervoor werd deze bak dieper gemaakt zodat de onderdelen in het bassin kunnen worden ondergedompeld, met ultrasoonondersteuning worden gespoeld en bij het uithalen met VE-water worden afgespoten. Deze oplossing voorkomt dat de optieken lange tijd aan VE-water worden blootgesteld. Tegelijkertijd zorgt het voor een optimale spoelwerking en minimale watermeedracht in het daaropvolgende ontwateringsbad.

Zachte droging met hydrofluorether (HFE)

De waterverdrijving werd mogelijk gemaakt door de droging met HFE. Deze methode maakt het mogelijk om zelfs zeer gevoelige glazen verontreinigingsvrij te reinigen en te drogen zonder de optische werking te beïnvloeden.

Voor het droogproces bevinden de laatste twee bakken, eveneens uitgerust met multifrequent ultrasoon, zich in een afgesloten kamer. Het ontwerp van de installatie maakt het mogelijk dat de goederendragers zonder opening van de deksel van de bakken van het eerste naar het tweede bassin kunnen worden overgezet. Het HFE wordt van de laatste trap in cascade naar de eerste geleid en daarvandaan in een destillatie continu gereinigd. Een condensatiezone boven de bakken voorkomt dat de tijdens het drogen en het uithalen van de onderdelen ontstane HFE-dampen in de omgeving terechtkomen. De damp condenseert aan de tot -23°C gekoelde koelribben en wordt teruggeleid naar de destillatie.

De droge optieken worden na de droging via de afgeschermde en met een filter-ventilatie-eenheid (Flow-Box) uitgeruste uitlaadlijn naar een controlepost gebracht, waar ze onder cleanroomcondities worden gecontroleerd. "We zijn zeer tevreden over de reinigingsresultaten. Bovendien is het reinigingsproces door de weggevallen handmatige werkzaamheden economischer geworden. We zijn ervan overtuigd dat we met UCM een zeer goede keuze hebben gemaakt," vat Peter Boner samen.