Світ очищення деталей змінюється
Видалення плівкоподібних або надзвичайно дрібнодисперсних забруднень давно є вимогою у напівпровідниковій, оптичній та медичній промисловості. Однак деякий час існували чіткі вказівки на те, що реструктуризація промисловості матиме прямий вплив на вимоги до чистоти компонентів та технологічних процесів у всіх галузях.
Зважаючи на зростаючі вимоги до видалення твердих частинок та плівкоподібних забруднень із компонентів, все більшу увагу слід приділяти чистоті процесу та навколишнього середовища з точки зору можливого перехресного забруднення.
Вимога про достовірність чистоти деталей не нова. Протягом останніх двох десятиліть галузь зосереджувалась в основному на твердих частинках. Основна увага приділялась компонентам, що використовуються в інженерних процесах рідин (передачі, гідравліка та подібні програми). Видалення залишків органічних речовин перед термічною обробкою, фарбуванням, наклеюванням та нанесенням покриттів також було актуальним питанням. Завдяки новим концепціям мобільності (технологія приводу, можливості роботи в мережі та автономне водіння) не лише автомобільна промисловість змінила вимоги до якості продукції та процесів. Галузі, які традиційно робили сильний акцент на чистоті, також зазнали значних змін. Медична промисловість також адаптується до нових правил виробництва медичних виробів (MDR 2020) та до змінених завдань завдяки новим технологіям виробництва (імплантати, виготовлені за допомогою адитивних процесів). Подальшими рушіями для розвитку є попит на якісні оптичні системи, такі як датчики на основі камер або нові оптичні лазери, або постійно зростаючі вимоги до чистоти виробничого обладнання, що використовується в напівпровідниковій промисловості.
Це спричинило глибокі зміни у кожній галузі. Не слід відмовлятися від відомих і перевірених процедур, але, як очікується, вони не принесуть значного технологічного прогресу ні зараз, ні найближчим часом, і стануть менш ефективними з точки зору витрат через збільшення конкуренції. Важливо також врахувати, що процеси виготовлення, обробки та складання значною мірою визначають ступінь чистоти. Пряме або поступове повторне забруднення стає все більш важливим у технологічному ланцюгу та в кінцевій функції,
питання перехресного забруднення дрібними частинками або плівкоподібними матеріалами. Процеси очищення також повинні обробляти їх, проте вони часто представляють лише одну станцію в загальному потоці компонентів. Була б необхідна цілісний підхід, а також огляд усіх факторів, що мають відношення до системи.
Прикордонний шар ускладнює отримання більш дрібних домішок видалення
Вказівка FiT «Бордючі плівкоподібні забруднення» стосується небажаних, тонких, когезійних, недисперсних сторонніх елементів, що знаходяться на часткових і повних поверхнях компонентів. Ці тонкі плівкоподібні, але надзвичайно дрібні елементи надзвичайно важко видалити в субмікронному діапазоні простим потоком газу або рідини. Це справедливо навіть для простих двовимірних поверхонь, а тривимірні із прихованими або капілярними ділянками стають ще більш істинними.
геометрії.
Навіть у турбулентних процесах очищення залишається відокремлений ламінарний підшар із низьким рівнем потоку, що ускладнює послаблення плівкоподібного або надзвичайно дрібного забруднення твердих частинок. Опір тертя поверхні безпосередньо впливає на швидкість потоку, отже, на механічну міцність середовища і, нарешті, на ефект очищення.
Залежно від механіки рідини, потік навколо тіла спочатку утворює ламінарний прикордонний шар, за яким слідує зона переходу, перш ніж утворюється повністю турбулентний прикордонний шар. Рухаючись до поверхні, швидкість потоку середовища зменшується до нуля - навіть у випадку турбулентного прикордонного шару. Створюється дуже тонкий, так званий в'язкий підшар, який захищає поверхню як щит
та забруднювачі, що прилипають до нього від інтенсивного обміну середовища та механічних сил рідини турбулентного прикордонного шару.
Це означає, що при звичайних методах очищення ефективність очищення знижується в міру наближення до поверхні. Чим тонший і дрібніший бруд, тим більше методів очищення потрібно розглядати на основі їх здатності пробивати цей прикордонний шар. Це, з одного боку, включає розробку механічного ефекту прання, аналіз впливу специфічних властивостей хімічних речовин на бруд та розвиток видалення бруду з поверхні. Важливо враховувати хімічний фактор, оскільки багато плівкоподібних забруднень виявляються не тільки на поверхні, оскільки вони часто входять у матеріал під час механічної обробки та/або формування.
Огляд різних процесів очищення
Для очищення поверхонь доступний широкий спектр технологічних підходів. Вони принципово відрізняються тим, на основі рідини вони використовують воду або розчинник як середовище, чи використовують лазерний промінь, діоксид вуглецю або, можливо, плазму. Лазерне та, як правило, очищення плазмою низького тиску також можна порівняти за тим, що органічні забруднення перетворюються на газоподібні, таким чином, летючі матеріали, видаляючи їх з поверхні деталі. Однак неорганічні залишки можуть залишатися в невеликих кількостях через перехресне забруднення. Очищення плазмою низького тиску незабаром досягне своїх меж, якщо завданням було очищення органічних забруднень, що потрапили на поверхню. Низький тиск
плазмове очищення - це, очевидно, дуже тонкий процес очищення, тоді як лазер - це метод часткового очищення, який також здатний проникати через прикордонний шар. Перевага обох методів полягає в тому, що вони не вимагають подальших операцій сушіння.
Вугільно-сніговий очищувач - ідеальний вибір для очищення дрібних твердих частинок або плівкоподібних забруднень. Метод підходить для складної геометрії та капілярних конструкцій без будь-яких зайвих слів, але у випадку домішок, що вбудовуються в поверхню, межі методу вже очевидні. Сипучі частинки можна пилососити або продувати. Тут теж не потрібно сушити деталь пізніше.
Коли кавітаційний міхур біля стіни руйнується, в цьому випадку за допомогою ультразвуку мікропромінь пробивається через ламінарний підшар і, крім сили, прикладеної безпосередньо до прикордонного шару, викликає змішування середовища, що значно підвищує ефективність очищення .
Нові підходи та виклики
Завдання, пов'язані з надійним видаленням плівкоподібних і дрібнодисперсних забруднень, стосуються, перш за все, розпушування цього спеціального забруднення на поверхні деталі та його видалення з прикордонного шару. Процес часто ускладнюється складністю геометрії та наявністю бруду. Окремі процедури рідко здатні вирішити все самостійно. Керівні принципи FiT під назвою «Приборкання забруднень, схожих на плівки» є важливим першим кроком у вирішенні цієї проблеми. Профспілкові комісії
вони інтенсивно займаються можливостями практичного впровадження конструкції заводу та технологічних процесів. В даний час низка дослідницьких та дослідно-конструкторських проектів допомагає покращити об'єктивне визначення району. Однак є ще багато відкритих питань, на які потрібно відповісти, наприклад, які комбінації процесів найкраще підходять для певного завдання чи ступеня чистоти, або як розробити системи підготовки середовища. У разі складної геометрії повинні бути розроблені та затверджені процеси вилучення для отримання зразків для перевірки чистоти.
З найбільшим викликом зіткнуться компанії, які вже повинні розробити свою технологічну ланцюжок відповідно до нових критеріїв. Принцип технічної чистоти, який впливає на загальний процес виробництва товару, навіть у виробничому середовищі з низьким або нульовим забрудненням, виявляється новим підходом і вимагає іншого мислення. Для порівняльної придатності різних методів очищення та середовищ для видалення плівкоподібних та дрібних твердих частинок рекомендується використовувати випробувальні компоненти з відповідною геометричною формою.
Герхард Кобленцер | LPW Reinigungssysteme GmbH