2.000 różne części do czyszczenia podlegające wynagrodzeniu

Delikatne szkła soczewek i pryzmatów wymagają ostrożnego czyszczenia i suszenia. (Źródło obrazu: Fisba)

Kompakte Anlage zur Feinreinigung von optischen Linsen und Optiken ist vollständig geschlossen und verfügt über acht Wannen. (Bildquelle: UCM) / The compact system for ultra-fine cleaning of optical parts and lenses is fully enclosed and comprises eight tanks. (Image source: UCM)

Przepustowość wynosi dwunastu partii na godzinę. Wczytywanie programów specyficznych dla części odbywa się za pomocą czytnika kodów kreskowych (stół). (Źródło obrazu: 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)

Ostatnie dwie wanny są przeznaczone do suszenia HFE i są zakryte. Przenoszenie elementów odbywa się bez otwierania pokryw. (Źródło obrazu: UCM)

Po procesie czyszczenia, zamknięty taśmociąg z Flow Box dostarcza soczewki do stanowiska kontroli jakości, gdzie są one sprawdzane w warunkach czystego pomieszczenia. (Źródło obrazu: UCM)

Nie tylko różnorodność artykułów stanowi wyzwanie podczas czyszczenia soczewek i pryzmatów optycznych. Również wymiary części i bardzo różne rodzaje szkła sprawiają, że w FISBA Optik konieczny jest zaawansowany system końcowego czyszczenia. Został on opracowany przez UCM AG, która wyposażyła go w suszenie HFE. Ponieważ dla niektórych przetwarzanych szkliw VE-woda jest zbyt agresywna.

Firma FISBA Optik AG z siedzibą w St. Gallen w Szwajcarii od ponad 50 lat należy do wiodących na świecie dostawców systemów optycznych, urządzeń i komponentów. Produkty są wykonywane na zamówienie dla różnych zastosowań, na przykład w technice medycznej, przetwarzaniu obrazów, technice pomiarowej, biophotonice, technologii diod laserowych, astronomii i lotnictwie kosmicznym. Firma jako jeden z pierwszych producentów w Europie stosuje precyzyjne formowanie na zimno do ekonomicznej seryjnej produkcji mocnych, wysokiej jakości asfer i optyk złożonych z szkła. „Jakość naszych elementów optycznych w dużej mierze zależy od ich czystości”, wyjaśnia Peter Boner, kierownik działu czyszczenia optyki precyzyjnej w FISBA.

Czystość – kluczowy czynnik jakościowy

Aby spełnić najwyższe wymagania, firma zainwestowała około trzy lata temu w nowy system ultradźwiękowego czyszczenia do wstępnego czyszczenia. Wyboru dokonano na rzecz szwajcarskiej UCM AG, firmy należącej do grupy Dürr Ecoclean. „Decydującym kryterium była oczywiście jakość czyszczenia. UCM jest bardzo elastyczne i posiada duże doświadczenie oraz wiedzę w branży optycznej, z czego mogliśmy skorzystać. Rozwiązanie czyszczące zostało zoptymalizowane zarówno pod względem technicznym, jak i chemicznym, tak aby spełniało nasze potrzeby, co pozwoliło nam osiągnąć bardzo dobre rezultaty. Dodatkowo bliskość lokalizacji i otwarta, partnerska współpraca” – podsumowuje Peter Boner kryteria podjęcia decyzji.

W związku z tym UCM był również wyborem, gdy w 2012 roku konieczne było zastąpienie urządzenia do czyszczenia końcowego. Z jednej strony urządzenie to było już przestarzałe. Z drugiej strony nie można było nim wyczyścić optyk wykonanych z różnych rodzajów szkła, co wymagało czasochłonnego ręcznego czyszczenia.

Różnorodność artykułów, wymiary i szkło jako wyzwanie

FISBA produkuje od 1500 do 2000 różnych optyk. Wśród nich są precyzyjne soczewki optyczne o średnicy zaledwie 0,5 milimetra. Ogromna różnorodność artykułów oraz bardzo różne wymiary stanowiły wyzwanie podczas koncepcji nowego systemu czyszczenia. Należało również uwzględnić, że części wykonane z bardzo wrażliwego i kwasoodpornego szkła mogą być czyszczone w urządzeniu w celu uzyskania gotowości do dalszej obróbki. Niezależnie od rozmiaru i materiału, muszą być spełnione najwyższe wartości czystości cząsteczkowej i filmowej. Po czyszczeniu optyki są czasami pokrywane powłokami jedną lub obustronnie.

Wysoka elastyczność zapewnia czystość specyficzną dla części

Na podstawie istniejącej koncepcji urządzenia do wstępnego czyszczenia UCM opracowało proces czyszczenia spełniający te kryteria. „Ponieważ wstępne czyszczenie za pomocą procesu kombinowanego z krokami rozpuszczalnikowymi i wodnymi już w zasadzie daje części gotowe do dalszej obróbki, ta metoda była odpowiednia. Czyszczenie końcowe odbywa się natomiast wyłącznie za pomocą medium wodnego, które zostało ustalone w testach” – relacjonuje kierownik działu czyszczenia precyzyjnego. Systemy przygotowania do płukania i suszenia również należały do zakresu usług UCM.

System czyszczenia jest w pełni zamknięty i wyposażony w osiem zbiorników zanurzeniowych, z których sześć jest wyposażonych w ultradźwięki wielofrekencyjne (40, 80 i 120 kHz). Zakres mocy można ustawić od dwóch do 15 watów na litr. Umożliwia to optymalne dostosowanie ultradźwięków do danego elementu do czyszczenia. Optymalne parametry, takie jak moc i częstotliwość ultradźwięków oraz czas przebywania, są zdefiniowane jako programy specyficzne dla części i zapisane w sterowaniu urządzeniem. Aby dokładnie przestrzegać określonego czasu przebywania w każdej wannie, elastyczne sterowanie umożliwia wprowadzenie „priorytetowych czasów”. To również prowadzi do optymalizacji wydajności. „Możemy zapisać 64 programy. Obecnie korzystamy z około 20 programów w produkcji seryjnej. Mamy też ciągłe nowe rozwiązania, a ta elastyczność dzięki nieużywanym jeszcze miejscom na programy jest świetna” – relacjonuje Peter Boner. Program jest odczytywany przez operatora za pomocą kodu kreskowego umieszczonego na dokumentach zlecenia. Następnie proces przebiega automatycznie.

Indywidualne procesy czyszczenia

W pierwszych wannach usuwane są zanieczyszczenia pochodzące z obsługi i transportu oraz odciski rękawic z soczewek za pomocą ultradźwięków. Wszystkie wanny do czyszczenia są wyposażone w ultradźwięki. Kolejne płukanie odbywa się jako proces zanurzeniowo-rozpryskowy. W tym celu wanna została obniżona, tak aby części można było zanurzyć w zbiorniku, przepłukać ultradźwiękami i spłukać wodą VE podczas wyjmowania. To rozwiązanie zapobiega długotrwałemu narażeniu soczewek na VE-wodę. Z drugiej strony zapewnia optymalne działanie płukania i minimalne przenikanie wody do kolejnego etapu odwadniania.

Delikatne suszenie za pomocą hydrofluoreteru (HFE)

Wymuszone wypieranie wody odbywa się za pomocą suszenia HFE. Metoda ta umożliwia czyszczenie i suszenie nawet bardzo wrażliwych szkliw bez uszczerbku dla ich właściwości optycznych.

Do procesu suszenia ostatnie dwa zbiorniki, również wyposażone w ultradźwięki wielofrekencyjne, znajdują się w zamkniętej komorze. Koncepcja urządzenia pozwala na przenoszenie ładunków bez otwierania pokryw zbiorników z pierwszego do drugiego. HFE jest podawany z ostatniego stopnia w kaskadzie do pierwszego i tam trafia do destylacji, która ciągle go odtwarza. Strefa kondensacji umieszczona nad zbiornikami zapobiega przedostawaniu się oparów HFE powstających podczas suszenia i wyjmowania części do otoczenia. Para kondensuje na chłodnicach o temperaturze nawet do -23°C i jest kierowana do destylacji.

Po suszeniu suche optyki trafiają na kontrolę do stacji, do której prowadzi zamknięty przenośnik z filtrowentylatorem (Flow-Box), gdzie są sprawdzane w warunkach czystego pomieszczenia. „Jesteśmy bardzo zadowoleni z wyników czyszczenia. Ponadto proces czyszczenia stał się bardziej ekonomiczny dzięki eliminacji ręcznych prac. Uważamy, że wybraliśmy bardzo dobrego partnera w UCM” – podsumowuje Peter Boner.