Bei der Herstellung von Präzisionsbauteilen ist das Reinigungsgut häufig einer hohen Schmutzbelastung ausgesetzt (z. B. Zerspanen, Schleifen). Das Entfernen der filmischen/partikulären Verunreinigungen und die Erhaltung der Qualität beim Transport müssen gewährleistet sein. Dies erfordert eine geeignete Anlagentechnik und ein Arbeitsumfeld, welches ein sicheres Materialhandling sicherstellt.

Diese KMUs liefern nur mit einem Teil ihrer Kapazität in diese fordernden Branchen und dann häufig an verschiedene Endkunden. Der Prozessschritt Reinigen muss also ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit und Flexibilität aufweisen.

Worauf kommt es an:

  • Minimal-partikuläre, minimal-organische Anforderungen oder die Themen Biokompatibilität und Zyto-/Endotoxizität sind wesentliche Kriterien. Technische Sauberkeit stellt hier eine gleichrangige Produkteigenschaft neben der Bearbeitungsqualität und Materialgüte dar.
  • Vorgeschaltete Prozesse und deren Bearbeitungsrückstände sowie Re-/Crosskontamination durch Umgebungseinflüsse beeinflussen die Sauberkeit immens.
  • Eine Dokumentation der Prozesse muss ggf. mit dem Auftraggeber abgestimmt werden.

    • Klassische Reinigungssysteme für partikuläre Anforderungen (z. B. im Bereich 100-600 µm) oder Oberflächenspannungen (z. B. 36-48mN/m) sind effektiv und mit vertretbar wirtschaftlichem Aufwand umsetzbar. Doch neue Fertigungsverfahren (wie die Additive), neue Produktanforderungen (z. B. durch Automotive-Trends) sowie die Verlagerung von Prozessen auf Unterlieferanten und Dienstleister verleihen dem Reinigen eine neue Gewichtung. Um allen Aufgaben gerecht zu werden, sollte ein geeignetes Anlagensystem heute in der Lage sein, alle klassischen und neuen Reinigungs-/Trocknungsverfahren zu vereinen. Die Prozessluftführung und das Arbeitsumfeld müssen auf die geforderte Reinheitsklasse angepasst werden. Die geometrische Komplexität erfordert Technologien, die auf der gesamten Oberfläche funktionieren. Nach diesen Parametern entwickelte die LPW Reinigungssysteme GmbH ein neues System, das standardmäßig wie folgt ausgestattet ist:

  • Geschlossenes und reinraumfähiges Kammeranlagensystem für zwei Chargengrößen mit einem Reinigungstank und zwei getrennten Spültanks
  • CNp-Reinigungsverfahren in allen Prozessstufen zur Reinigung verdeckter Geometrien und Lumen/Kapillaren
  • Zylindrische Medientanks
  • hohe Volumenströme für alle Reinigungs- und Spülmedien
  • frei einstellbare Bewegungsvariablen
  • Abscheider für leichte organische Rückstände und Schwebstoffe
  • Trocknung mittels Heißluft, Vakuumtrocknung
    • Optional:
  • 2. Behandlungskammer, ggf. mit sauberkeitsabhängig definierten Arbeitsumfeld (Sauberraum oder Reinraumbereich)
  • 3. Spültank
  • Ultraschalleinrichtung 25 kHz, 40 kHz oder Mehrfrequenzschall
  • integrierte Destillationsanlage zur Spülwasseraufbereitung
  • VE-Kreislaufanlage
  • Vollautomatische Zuführautomation in Edelstahlausführung
  • Pulsende CNp-Trocknung sowie Vorbereitung für Dampfspül- bzw. Dampftrocknungssysteme
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    CNp punktet

    Durch das in der Basisanlage fest integrierte CNp-Reinigungsverfahren sind feinpartikuläre und filmische Verunreinigungen, selbst bei kritischen geometrischen Verhältnissen, zuverlässig entfernbar. Auch bei dicht gepackten komplexen Bauteilen (Packungsdichtevorteile). Mit zwei Behandlungskammern lässt sich zudem die Reinigungs- von der Spülstufe verschleppungsfrei trennen und als Nebeneffekt der Durchsatz deutlich erhöhen.

    Weitere Vorteile:

  • Re-/Crosskontaminationen kommen nahezu nicht vor, da das gesamte medienberührte Umfeld kontinuierlich mitgereinigt wird.
  • Die Behandlungskammer kann direkt an die geeigneten Medienströme (Luft oder Flüssigkeiten) angeschlossen werden.
  • Eine Trennung vom „schmutzigen“ Umfeld des Vorprozesses und dem „sauberen“ Verpackungs-/Handlingsbereich nach dem Reinigungsprozess ist optional lieferbar.
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    Die erste Anlage des neuen PowerJet-Systems ging an einen Medizintechnikgeräte-Hersteller. Sie wurde als vollautomatisierte CNp-Doppelkammervariante mit 4 Medientanks ausgeführt. CNp punktet hier aus folgenden Gründen: Die Instrumente sind teils mit Beschichtungen versehen, die nicht durch Ultraschall gereinigt werden können, da dies zu Beschädigungen führen würde. Außerdem reicht bei engen Spaltmaßen die Ultraschall-Reinigung nicht aus. Mit CNp konnte die Keimbelastung deutlich unter 0,5 KBE (Grenzwert 5 KBE/Bauteil) und der TOC-Wert unter 1 pbb (Grenzwert 100 ppb) gebracht werden. Die Wachstumshemmung lag mit Werten zwischen 0 und 4 % deutlich unter dem Maximalwert von 30 %. Bei komplexen geometrischen Verhältnissen oder bei höherer Packungsdichte sind diese Werte klassisch prozesssicher nicht oder nur schwer möglich.

    Ausblick

    In nahezu allen Industriebereichen steigen die Anforderungen an die technische Sauberkeit. Gerade das Thema filmische und feinstpartikuläre Verunreinigung ist nicht mehr nur in den HighPurity-Industrien angesiedelt. Für die Zulieferer bedeutet dies häufig, dass gefertigte Bauteile und Komponenten in einer nachgewiesenen Qualität direkt an den Montageplatz ihres Kunden geliefert werden müssen. Für diese neuen Aufgaben sollten die Zuliefer-KMU gut gerüstet sein, um weiter am Markt bestehen zu können.