Reinheid in het submicrometer- en atoomprocentgebied

Voor de integratie in een cleanroom worden de ultrasone fijne reinigingsinstallaties aangepast aan de klasse van de cleanroom. (Beeldbron: UCM / Gebr. Brasseler)

Door de combinatie van natchemische en laagdrukplasma-reiniging voor de fijne ontvetting in één installatie kunnen de oppervlaktetoevoegingen die nodig zijn voor een daaropvolgende coating of lijmverbinding efficiënt worden bereikt. (Beeldbron: Ecoclean)

De verschillende behandelstations van de toepassing specifiek ontworpen ultrasoon-precisie-reinigingsinstallaties kunnen flexibel worden benaderd en gedefinieerde processen worden geprioriteerd. (Beeldbron: Philips Medical Systems)

In de speciaal voor de fijne reiniging ontwikkelde dompel-sproei-spuiten worden de onderdelen bij het uittrekken gespoten, wat het spuiteffect verbetert. (Beeldbron: Zeiss)

Nieuwe en verder ontwikkelde producten leiden in veel industrieën tot zeer strenge specificaties op het gebied van reinheid. Evenzo leiden veranderde fabricage-, bevestigings- en coatingtechnologieën, evenals strengere regelgevende eisen, tot strengere eisen aan de partikulaire en filmische reinheid van onderdelen. Om deze waarden in de serieproductie procesveilig en efficiënt te realiseren, zijn niet alleen behoeftegerichte reinigings- en droogprocessen en geschikte installatietechnieken nodig, maar moeten ook de softwarematige implementatie en de reinigingsomgeving dienovereenkomstig worden aangepast.

Of het nu gaat om productiemateriaal voor de halfgeleiderindustrie, biotechnologie, laser- en sensortechnologie, apparaten voor meet- en analysetechniek, componenten voor accu's en brandstofcellen, optische systemen of machinegereedschappen, de eisen aan de prestaties en betrouwbaarheid van de producten zijn enorm hoog. Hieruit volgen niet alleen hoge eisen aan de fabricageprecisie van de onderdelen, maar ook aan hun reinheid. Bij medischtechnische producten zoals implantaten, instrumenten, katheters en endoscopen zijn partikulaire en filmische verontreinigingen uit productieprocessen, door strengere regelgevende voorschriften, een belangrijk criterium. Daarnaast is er een trend naar miniaturisering en functiegeneratie met steeds kleinere en complexere onderdelen. Deze ontwikkelingen leiden ertoe dat partikulaire specificaties voor reinheid in het micro- en nanometerbereik en zeer strenge eisen met betrekking tot filmische restcontaminaties in steeds meer industrieën worden geëist. Voor onderdelen of toepassingen moeten ook uitgasafgaseringswaarden voor organische stoffen en restvochtigheid, evenals bij oppervlakteanalyses, limietwaarden in het atoomprocentbereik worden nageleefd voor resten van verboden stoffen. Bij de productie van deze geminiaturiseerde onderdelen is er bovendien een ontwikkeling naar steeds groter opgezette, geïntegreerde fabricagemodules. Dit stelt ook nieuwe uitdagingen aan de reinigingsprocessen en de daarvoor benodigde installatietechniek.

Hieruit vloeien zeer veeleisende taken voort voor de reiniging van onderdelen, die zich over de gehele productieketen uitstrekken. Als totaalleverancier van toekomstgerichte oplossingen dekken de bedrijven van de SBS Ecoclean Group het volledige spectrum van precisie- en fijnreiniging af. Dit maakt het mogelijk om reinigingsprocessen en de softwarematige besturing ervan, evenals de installaties en de omgevingsomstandigheden, aan te passen aan de specifieke eisen en toepassingen.

Het juiste installatiesconcept

Bij de opgaven-specifieke selectie van het passende reinigingssysteem wordt eerst bekeken of een voor-, tussen- of eindreiniging moet worden uitgevoerd. Afhankelijk van de toepassing en de te behalen reinheidsvereisten kan de oplossing een kamer- of reeks-onderdompelingsreinigingsinstallatie, een op gestandaardiseerde modules gebaseerde, flexibele ultrasone reeks-onderdompelingsinstallatie of een op maat ontworpen ultrasone fijnreinigingssysteem zijn. Reinigingschemie en de optimaal geschikte procestechnologieën, zoals sproei-, hogedruk-, onderdompelings-, ultrasoon- of megasoon- en plasmareiniging, injectie-flutwassen, pulsed pressure cleaning (PPC) en, indien nodig, voor passivering/conservering, worden eveneens afgestemd op de toepassing en de te verwijderen verontreinigingen.

Reinigingsprocessen en installaties voor de hoogste reinheid

De kerncompetentie van het Zwitserse bedrijf UCM AG ligt in het ontwerp van individueel geconfigureerde ultrasone meerkamerinstallaties en processen voor fijnreiniging. Belangrijke factoren hierbij zijn het materiaal en de geometrie van de te reinigen werkstukken, het soort en de hoeveelheid verontreinigingen, de te behalen partikulaire en filmische reinheidspecificaties, evenals, indien van toepassing, toegestane uitgasafgasingsnelheden en maximale restwaarden van verboden stoffen in het atoomprocentbereik. Daarnaast wordt aandacht besteed aan de selectie van geschikte reinigingschemie en de mediavoorziening, zoals het gebruik van osmose- of volledig ontzout water. De materialen en fabricagemethoden die worden gebruikt voor de bouw van de reinigingsinstallatie en transportautomaten worden gekozen met het oog op het voorkomen van vuilvorming en her- en kruiscontaminatie. Een cleanroom-uitrusting en aansluiting op een cleanroom zijn eveneens mogelijk.

Standaard voor installaties voor precisie- en fijnreiniging zijn multi-frequentie ultrasoonsystemen die een flexibele afstelling van de frequentie en intensiteit van het ultrasoon mogelijk maken, afhankelijk van de eisen van verschillende werkstukken. Bij complexe onderdelen, capillaire structuren of poreuze oppervlakken, zoals componenten vervaardigd met sintermetaal- en additieve fabricagetechnologieën, wordt daarnaast de PPC-methode toegepast. Uitrustingskenmerken zoals bijvoorbeeld een meerzijdige overloop in alle reinigings- en spoelbaden, evenals speciaal voor fijnreiniging ontwikkelde dompel-sproeispuiten, dragen bij aan het veilig voldoen aan zeer hoge reinheidspecificaties.

De bepaling welke reinigings- en spoelbaden met welke werkstukken worden bediend, evenals de procesparameters voor onderdelen zoals temperaturen, vermogen en frequentie van het ultrasoon, PPC-intensiteit, verblijftijd in de verschillende reinigings- en spoelbaden, wordt vastgesteld in het kader van de procesontwikkeling. De droging wordt, afhankelijk van de complexiteit van het onderdeel en de warmteopnamecapaciteit, meestal uitgevoerd als infrarood- en/of vacuüm droging. De daaruit voortvloeiende onderdelen-specifieke reinigingsprogramma's worden in de installatiebesturing opgeslagen. Een cruciale rol hierin speelt ook de softwarematige implementatie van het reinigingsproces. Deze zorgt er onder andere voor dat de voorgeschreven verblijftijden in de reinigings- en spoelbakken strikt worden nageleefd en dat geprioriteerde processen, bijvoorbeeld voor zeer gevoelige onderdelen, kunnen worden uitgevoerd.

Welke installatie- en procesoplossing onder het aspect van reinheid en kostenefficiëntie de beste is, kan worden vastgesteld door reinigingsproeven in de precisie-technologiecentra van Ecoclean en UCM met originele onderdelen.