Czystość elementów – wymagania i rozwiązania rozwijają się dalej

Optymalne dostosowanie chemii, technologii instalacyjnej i procesowej oraz projektowania procesów do konkretnego zadania jest w każdym przypadku podstawowym warunkiem stabilnych i ekonomicznych mokrych procesów czyszczenia chemicznego. (Źródło obrazu: SurTEc)

Wykonanie komory roboczej i rurociągów powinno zapobiegać tworzeniu się gniazd brudu podczas prac czyszczących o wysokich wymaganiach dotyczących czystości. (Źródło obrazu: LPW Reinigungssysteme)

Bardzo wysokie wymagania dotyczące czystości szczególnej i filmowej/organicznej można spełnić za pomocą urządzeń łączących czyszczenie chemiczne na mokro i niskociśnieniowe plazmowe. (Źródło obrazu: Ecoclean)

System strumienia śniegu CO₂ wykonany jako śluza do pomieszczenia czystego jest używany do czyszczenia stentów z niklowo-titanu. (Źródło obrazu: acp systems)

Już przed kryzysem związanym z koronawirusem w różnych branżach przemysłowych i rynkach pojawiły się oznaki zmian. Obecnie, w wyniku pandemii, mogą one się przyspieszyć i nasilić. Nowe zadania i wymagania pojawiają się również w zakresie etapu produkcyjnego, jakim jest czyszczenie elementów.

Pandemia COVID-19 wyraźnie pokazała, że globalne łańcuchy dostaw, choć przynoszą korzyści gospodarcze, mogą szybko stać się poważnym problemem. Nie wiadomo jeszcze, czy doprowadzi to do tego, że łańcuchy wartości będą bardziej lokalne, ale jest to bardzo prawdopodobne. Ponieważ produkty w wysokokosztowych krajach europejskich zwykle nie są tańsze w produkcji niż w krajach rozwijających się, dla firm z branży maszynowej i produkcji komponentów kluczowe jest ich ulepszanie.

Dla zmian, które już przed kryzysem były widoczne w wielu branżach i na rynkach, pandemia może stać się czynnikiem przyspieszającym wdrażanie nowych technologii, metod i procesów. Wielu przedsiębiorstw wykorzystało czas lockdownu na rozwijanie innowacji. Do nich należą m.in. zastosowanie alternatywnych napędów, zmienione technologie powlekania, łączenia i produkcji, na przykład dla części wytwarzanych metodą addytywną, Przemysł 4.0, transformację cyfrową, sztuczną inteligencję, a także efektywność energetyczną i ochronę klimatu. Ponadto w niektórych branżach obowiązują bardziej rygorystyczne wymogi regulacyjne, na przykład w związku z nowym rozporządzeniem UE dotyczącym wyrobów medycznych (MDR).

Wpływ na techniki czyszczenia

Wynikające z tych trendów wyzwania dotyczą nie tylko produkcji, ale także etapu czyszczenia elementów. W centrum uwagi coraz bardziej znajduje się usuwanie filmowych/organicznych, nieorganicznych i częściowo biologicznych pozostałości, a także drobnych zanieczyszczeń, oprócz tradycyjnego usuwania zanieczyszczeń cząsteczkowych po obróbce skrawaniem i formowaniu.

Czystość – na całej linii produkcyjnej

Wysokie wymagania dotyczące czystości elementów, na przykład w medycynie, optyce, mikro-, sensorowej i laserowej technologii, przemyśle farmaceutycznym oraz elektronice i branży półprzewodnikowej, mogą być spełnione tylko wtedy, gdy elementy i komponenty mają odpowiedni stan początkowy. Kluczowe aspekty to m.in. czyste wykonanie i jakość wcześniejszych etapów obróbki, unikanie krzyżowego zanieczyszczenia, jakość wykończenia powierzchni i odtłuszczanie. Czystość elementów staje się kryterium na całej linii produkcyjnej. Kolejnym tematem są dostosowane warunki obsługi i środowiska.

Precyzyjne czyszczenie w mokrochemicznych procesach

Kluczowe dla zapewnienia procesowej niezawodności i osiągnięcia wymaganego poziomu czystości w mokrochemicznych metodach jest optymalne dostosowanie chemii, urządzeń i technologii procesowej do konkretnego zadania. Prowadzi to między innymi do stosowania w przypadku elementów o skomplikowanej geometrii metod takich jak wielokrotny ultradźwięk i cykliczna nukleacja. Aby spełnić bardzo wysokie wymagania dotyczące czystości cząsteczkowej i filmowej/organicznej, dostępne są również urządzenia łączące mokrochemiczny proces z niskociśnieniową plazmową metodą czyszczenia.

Bez względu na to, czy precyzyjne czyszczenie odbywa się w linii z kąpielami lub w komorze, zbiorniki na kąpiele lub komory i rurociągi powinny być tak zaprojektowane, aby nie tworzyły się miejsca gromadzenia zanieczyszczeń i aby zanieczyszczenia mogły być skutecznie usuwane. Podczas dostarczania i przygotowania mediów należy zapewnić, że są one odpowiedniej jakości, na przykład poprzez system uzdatniania wody demineralizowanej.

W przypadku urządzeń do mokrochemicznego czyszczenia często standardem jest wyposażenie w systemy ciągłej kontroli i rejestracji parametrów urządzenia i procesu. Systemy pomiarowe do stałego monitorowania i sterowania myjącymi się elementami umożliwiają nie tylko dokładną dokumentację warunków podczas czyszczenia, ale także automatyczne dozowanie środków czyszczących w zależności od potrzeb. Dzięki interfejsom można przesyłać wszystkie zebrane dane do systemów nadrzędnych, takich jak MES.

Nowo opracowane rozwiązanie umożliwia również pomiar zanieczyszczenia wejściowego, co pozwala na odpowiednie dostosowanie procesu czyszczenia lub automatyczne zatrzymanie urządzenia i zgłoszenie alarmu, gdy przekroczony zostanie maksymalny dopuszczalny poziom zanieczyszczeń.

Całopowierzchniowe lub częściowe czyszczenie na sucho

Wraz z rosnącą tendencją do czyszczenia pojedynczych elementów coraz częściej stosuje się suche metody czyszczenia, takie jak plazma atmosferyczna i strumień śniegu CO2, które znajdują coraz więcej zastosowań – zarówno w całościowym, jak i częściowym usuwaniu zanieczyszczeń. Zaletą obu metod jest ich łatwa automatyzacja i możliwość integracji z liniami produkcyjnymi lub środowiskami produkcji Industry 4.0.

Do czyszczenia plazmą atmosferyczną używa się do usuwania cienkich organicznych pozostałości. Przy tym zastosowanie tak zwanej „zimnej” plazmy pozwala na obróbkę wrażliwych na temperaturę podłoży. W trakcie procesu plazmowego powierzchnia jest jednocześnie czyszczona i aktywowana. Ostatnie z tych działań opiera się na fizycznej i chemicznej reakcji procesu, która powoduje zwiększenie energii powierzchniowej.

Strumień śniegu CO2 pozwala na skuteczne usuwanie zarówno cząsteczkowych, jak i filmowych/organicznych zanieczyszczeń. Kolejnym obszarem zastosowań jest jednoczesne odtłuszczanie i czyszczenie twardych i kruchych tworzyw sztucznych, takich jak PEEK i PPS. Nowy rozwój w technologii dysz umożliwia generowanie pulsującego strumienia. Pulsujący strumień śniegu pod ciśnieniem ma wyższą energię kinetyczną w porównaniu do ciągłego strumienia, co przekłada się na lepsze efekty czyszczenia i odtłuszczania. Indywidualny nadzór nad jakością strumienia można przeprowadzać za pomocą czujnika zamontowanego bezpośrednio na elemencie. Zebrane dane można przesłać jako informacje cyfrowe do systemów nadrzędnych.

parts2clean – międzynarodowe wiodące targi przemysłowego czyszczenia części i powierzchni

Jakie metody pozwalają na niezawodne i ekonomiczne spełnienie wysokich wymagań dotyczących czystości różnych komponentów? Jakie technologie są dostępne do suchego i częściowego czyszczenia elementów? Jak efektywnie zintegrować procesy czyszczenia w w pełni zautomatyzowanych środowiskach produkcyjnych? Jak można potwierdzić i udokumentować osiągnięty poziom czystości? Odpowiedzi na te i wiele innych pytań związanych z przemysłowym czyszczeniem części można znaleźć na targach parts2clean. Międzynarodowe wiodące targi przemysłowego czyszczenia części i powierzchni odbędą się w dniach od 5 do 7 października 2021 roku na terenie targów w Stuttgarcie (Niemcy). Umożliwiają one szeroki dostęp do informacji na temat systemów czyszczenia, metod i mediów, procedur zapewniania jakości i kontroli, pojemników do czyszczenia i transportu, utylizacji i recyklingu mediów procesowych, obsługi i automatyzacji, usług, doradztwa, badań i literatury fachowej. Wielka wiedza na temat czyszczenia jest również dostępna podczas trzydniowego forum branżowego part2clean.