Technische reinheid bij montageprocessen: CleanFeed - door het juiste concept in de cleanroom storende deeltjes verminderen

Lagerungsschienenförderer

Vacuumaansluitingen

Gerade in de automobieltechniek krijgt Technische Netheid steeds meer belang. Kleinste deeltjes kunnen verwoestende schade aanrichten. Zo bijvoorbeeld bij het monteren van printplaten, wanneer een span ongewenst geleidbanen verbindt en een kortsluiting veroorzaakt. Vuildeeltjes hebben zelfs invloed op de werking van onderdelen, ze verstoppen nozzles of filters, blokkeren kleppen of veroorzaken het vastklemmen van lagers. De eis van steeds hogere prestatie- dichtheden leidt bovendien tot steeds complexere onderdelen en aggregaten, die strakker tolereren. De betekenis van Technische Netheid is de afgelopen jaren, begonnen met actieve en passieve systemen voor actieve veiligheid, zoals bijvoorbeeld ABS, diesel- en directe-injectiesystemen tot variabele nokkenwielverstellers en loodvrije lagerschalen, aanzienlijk toegenomen.

Met het doel gevaarlijke verontreinigingen door deeltjes van 50 – 1000 µm te voorkomen, heeft de VDA met haar publicaties VDA 19 voor het testen van onderdelen op Technische Netheid en de "VDA 19.2 Technische Netheid in de Montage" voor de verdere verwerking van schone losse onderdelen een uitgebreide leidraad opgesteld.

Het gehele montageproces in overweging nemen

„De Technische Netheid is geen losstaand proces. De opzet van de Technische Netheid betreft alle gebieden, te beginnen bij de opleiding van het personeel, de constructie, de fabricage van de onderdelen, de productieomgeving, de logistiek, de montage, de montagesystemen en de montageomgeving“, aldus Jürgen Hierold, verkoopmanager bij DEPRAG. Vooral de keuze van geschikte montagesystemen in de verbindingstechniek krijgt steeds meer de aandacht. „Een hoge eis aan ons als systeemleverancier, die alleen kan worden vervuld door afgestemde componenten en innovatieve technieken zonder grote extra inspanning en tegen concurrerende kosten“, weet Jürgen Hierold. „Met ons CleanFeed hebben wij een doorlopend concept voor Technische Netheid ontwikkeld, dat decennialange proceskennis, oplossingen en voor Technische Netheid ontwikkelde componenten omvat“, aldus Jürgen Hierold.

Want al in de jaren 1980 hield de schroefspezialist DEPRAG zich bezig met dit probleem. Met succes. De machinebouwer leverde schroefinstallaties voor de montage van diskdrives voor gerenommeerde Amerikaanse fabrikanten. „De montagevoorwaarden voor het schroefproces voldeden zelfs aan cleanroom-eisen“, herinnert Hierold zich. „Wij overtuigden onze klanten vooral door onze aanpak, alle planning-, productie- en montage stappen in overweging te nemen.“ Hier blijkt natuurlijk als voordeel dat - zoals bij DEPRAG - alle componenten op elkaar afgestemd kunnen worden, omdat ze uit één hand komen. De one-stop-shop overtuigt met hoogwaardige, uitgebalanceerde segmenten, die allemaal één doel hebben - het voorkomen van slijtage bij het aanvoeren van de verbindingselementen en het systematisch afzuigen van vuildeeltjes tijdens het daadwerkelijke schroefproces.

Maar hoe gaat men het beste te werk? Allereerst is het belangrijk om de eisen aan de netheid voor het betreffende product exact te definiëren. Alleen door samenwerking van kwaliteitsmanagement, constructie, productie en logistiek ontstaat de maximale Technische Netheid en daarmee veiligheid. Getraind personeel is net zo belangrijk als de schone productieomgeving. Het is cruciaal om de cleanroom nauwkeurig schoon te houden. Het is vooral belangrijk om geen verstorende deeltjes door mens, materiaal of transport „in te voeren“.

Al bij het ontwerp van de onderdelen kunnen geometrieën worden vermeden waar zich deeltjes kunnen afzetten (voorbeeld: doorvoerbocht in plaats van blind gat). Daarnaast is de keuze van geschikte materialen (zoals gepolijst roestvrij staal of geëloxeerde aluminium oppervlakken) zinvol. Naast de schroefgereedschappen voor gebruik in cleanrooms, krijgt vooral de toevoertechniek grote betekenis. Bij het scheiden van de schroefverbindingselementen kan het aantal deeltjes aanzienlijk worden verminderd door de juiste techniek te kiezen. De gangbare vibratie-omrolers transporteren schroeven door worpbewegingen in de transportbak. De schroeven wrijven tegen elkaar - er ontstaan verstorende deeltjes door slijtage.

Hubrailvoeders zijn het alternatief voor vibratie-omrolers

Hubrailvoeders vormen het alternatief voor vibratie-omrolers wanneer een zeer onderdelenvriendelijke, slijtagearme transportmethode nodig is. DEPRAG hubrailvoeders zijn beschikbaar in 2 afmetingen met een vulvolume van 0,15 l of 1,5 l. Het transportgoed in de voorraadbak wordt door een scharnierende beweging van een segmentvormige hubrail opgetild. Op deze rail glijdt het transportgoed door mechanische obstakels heen en komt zo gesorteerd in de schroefscheiding terecht. Onderdelen die niet in de lagering passen, komen via mechanische obstakels terug in de vulbak.

Een sensor in de voorraadrail regelt het aantal benodigde hefbewegingen. Als minder transportgoed door de operator wordt verwerkt, levert het toevoersysteem ook minder. Wanneer meerdere verschillende operators met één toevoersysteem werken, lijdt de efficiëntie van de werkstroom vaak onder de verschillende werktempo's van de individuele medewerkers.

Wanneer het schroefgereedschap door een operator wordt geleid, past het DEPRAG toevoersysteem zich individueel aan het werktempo van de medewerker aan. Bij ploegwissel kunnen de individuele bedieningsparameters (opgeslagen tot 10 datasets) worden opgeroepen. Geen medewerker voelt zich geremd, niemand wordt overbelast. Met een optioneel RFID-interface-systeem kunnen de persoonsgebonden parameters - eenmaal ingevoerd via het display - gemakkelijk worden geactiveerd met een bedieningschip.

De hoge fabricagegraad, het gebruik van geharde, slijtvast materialen en specifieke coatingsystemen zorgen voor een consequent hoge kwaliteit, hoge beschikbaarheid en efficiëntie van de DEPRAG hubrailvoeders.

Geïntegreerde vacuümbronnen verhogen de Technische Netheid

Wanneer de schroef rechtstreeks boven het onderdeel wordt aangevoerd, kan contaminatie met vallende deeltjes niet worden uitgesloten. „Het is beter om naar alternatieven te zoeken“, benadrukt de expert. „Met onze Particle Killer bieden wij een bewezen oplossing.“ Zo werkt de toevoer schoon en veilig: de benodigde schroef wordt met blaaslucht in de volgende schroefbewerking geschoten. Eventuele losgekomen vuildeeltjes worden met vacuüm afgezogen. De afgevoerde vuildeeltjes worden opgevangen door een filter met transparant zichtvenster en een verwisselbaar filterelement. Vervolgens wordt het gereinigde verbindingselement in het schroefmodule geleid (inline variant) of klaargemaakt voor pick & place (pick&place variant). „Vacuümbronnen op alle relevante plaatsen verhogen de netheid en worden aanbevolen bij alle restslijtageplaatsen“, stelt DEPRAG-verkoopmanager Hierold vast.

Naast de toevoertechniek - het totale proces bepaalt

Het doorlopende CleanFeed-concept houdt nog meer montage stappen in het vizier. Bij het ingrijpen van de schroefklem kunnen ongewilde slijtage-deeltjes ontstaan. DEPRAG-schroefgereedschappen uit de serie MINIMAT®-EC-Servo verlagen de rotatiesnelheid tijdens het invoeren van de schroef. Ingebouwde sensoren helpen bij het detecteren van de exacte positie van de schroef en ondersteunen de juiste ingreep van de klem in de schroefkop. Pas na het invoeren volgt het signaal om de rotatiesnelheid te verhogen voor het vastschroeven. Het gevolg: schadelijke slijtage wordt verminderd. De resterende deeltjes worden ook hier via vacuümbronnen afgezogen.

Afdek- en schroefsjablonen op de onderdelen verminderen het risico dat gevaarlijke deeltjes door de zwaartekracht op de onderdelen terechtkomen. Waarom de zwaartekracht niet benutten? „Al onze schroeffunctiemodules kunnen vanwege hun geringe bouwlengte ook worden ingezet voor ondervloerse bevestigingen“, aldus Jürgen Hierold. Extra voorzieningen, zoals vuilvangers, verzamelen vervolgens de vallende deeltjes voor eenvoudige verwijdering.

Door het gebruik van ESD-compatibele materialen kan bovendien vervuiling door elektrostatische lading worden verminderd. Jürgen Hierold: „Ons CleanFeed totaalpakket omvat alle mogelijke maatregelen voor het minimaliseren van deeltjes.“

Voor het opzetten van een productie in de cleanroom is het aan te bevelen een systeemleverancier te kiezen die alle kerncomponenten van de schroefmachine uit eigen ontwikkeling en fabricage aanbiedt. „Zo wordt de afstemming van de afzonderlijke onderdelen en processen zoals toevoeren, positioneren, schroeven zo optimaal mogelijk gewaarborgd. Het totale proces kan onder het aspect van Technische Netheid worden bekeken, geëvalueerd en verder geoptimaliseerd.“

De miniaturisering in de techniek vordert snel. De Technische Netheid in het fabricageproces staat centraal en wordt een kwaliteitskenmerk. Wat in de automobielbouw en computertechniek in gevoelige gebieden de norm is, dringt ook door tot toeleveranciers of andere sectoren. Wie aan de hoge eisen aan netheid voldoet, heeft goede marktvooruitzichten. Jürgen Hierold: „Wij zijn met het DEPRAG CleanFeed-concept voorbereid op de toekomst. We beheersen het.“

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. is wereldwijd vertegenwoordigd met ongeveer 600 medewerkers. De middelgrote one-stop-shop geldt als een diepgaande specialist voor schroeftechniek en machinebouw. Met het probleem van Technische Netheid is DEPRAG vertrouwd door haar inzet in de automobielindustrie en de elektronica.