Strojírenství

08. prosince 2021 08:00

Ultrajemné čištění – konzistentní čistota v sériové výrobě

Od stále většího počtu společností a průmyslových odvětví rostou požadavky na čistotu částic a filmu, které vedou k potřebě ultrajemných čistících řešení. Transformační změna probíhá také v sektorech s vysokou čistotou, jako je dodavatelský průmysl polovodičů, optika a lékařské inženýrství.

Automobilový průmysl byl dlouhou dobu považován za hybatele stále přísnějších specifikací čistoty, zejména pokud jde o čistotu částic.
Při přesném čištění nyní tuto roli převzali výrobci výrobních zařízení pro polovodičový průmysl. Vývoj je poháněn především extrémní ultrafialovou (EUV) litografií. Díky této technologii lze vyrobit stále výkonnější mikročipy, ne větší než prst, a schopné pojmout více než deset miliard tranzistorů.

V důsledku vývoje v polovodičovém průmyslu, zejména v technologii EUV, se požadavky na čistotu výrobních zařízení pro mikročipy enormně zvýšily.

Čistota v rozsahu nanometrických a atomových procent
Není překvapující, že specifikace pro nejjemnější čistotu částic se pohybují až do rozsahu nanometrů. Extrémně přísné jsou také specifikace pro filmovou kontaminaci.
Pokud jde o rychlost odplyňování organických látek a kapalin, jakož i povrchové analýzy na zbytky anorganických látek, přípustné hodnoty se mohou v závislosti na složce pohybovat dokonce v rozmezí atomových procent. Konstrukce procesů a zařízení včetně zařízení pro upínání dílů a podmínek prostředí pro čištění takovýchto součástí je již léta jednou z klíčových oblastí odborných znalostí společnosti UCM AG, divize skupiny SBS Ecoclean, která se specializuje na přesné čištění.
Výchozím bodem pro koncepci vícekomorových ultrazvukových čisticích systémů a čisticích postupů specifických pro daný úkol jsou materiály a geometrie čištěných částí, jakož i stupeň a typ znečištění. Vzhledem k někdy velmi přísným mezním hodnotám emisí je pozornost věnována také výběru vhodných čisticích chemikálií. To spolu s pečlivým zvážením materiálů a výrobních postupů použitých při konstrukci čisticího systému pomáhá předcházet opětovné a křížové kontaminaci.

Kulaté a ploché optické součásti jsou stále častěji vyráběny ze skla citlivého na kyseliny. Aby se u těchto citlivých materiálů předešlo korozi skla, jsou nepostradatelné vhodně navržené systémy čištění a úpravy vody, jakož i procesy – také z hlediska softwaru.
Zdroj obrázku: Zeiss

Nové materiály a procesy řídí požadavky v optice
V optickém průmyslu lze pozorovat dva trendy, které přinášejí změny v požadavcích na čištění. Na jedné straně se stále více vyrábí kulaté a ploché optické součásti z typů skel, které jsou citlivé na kyseliny. V závislosti na třídě odolnosti vůči kyselinám reagují materiály odlišně na použitá vodní čistící média a oplachovou vodu, což může vést ke korozi skla. Aby se tomu zabránilo, musí být systémy čištění a úpravy vody a postupy vhodně navrženy. To zahrnuje zajištění toho, aby byly spolehlivě dodrženy doby setrvání skleněných součástí v různých lázních, které jsou definovány v programech čištění specifických pro danou část, a aby bylo možné v případě potřeby provádět prioritní procesy. UCM podle toho programuje svůj software.
Na straně druhé se objevují nové úkoly v optice také díky geometricky složitým dílům s otvory a zářezy, například prstencovým laserovým gyroskopem ze skleněné keramiky, jako je Zerodur. Čistící roztoky musí pro tyto součásti zajistit spolehlivé vnitřní čištění geometrií. To vyžaduje speciálně navržená upínací zařízení dílů, která během procesu čištění také umožňují rotační nebo odstředivé pohyby. Zejména v případě optiky s povrchem „Super Polish“ musí být ultrazvuková frekvence a výstup při navrhování procesu dokonale sladěny, aby se zabránilo jakékoli změně drsnosti povrchu. Čisticí procesy jsou mimo jiné ověřovány ve specializovaných laboratořích pomocí měřících technik schopných měřit drsnost povrchu v rozsahu angstromů.

Na základě standardizovaných modulů je UCMSmartLine volně konfigurovatelným systémem pro řadu úkolů v přesném čištění.
Zdroj fotografií: Ecoclean / UCM

Aditivně vyrobené komponenty a nové MDR
Aditivní výroba umožňuje enormní pokroky v lékařském inženýrství pro specifickou péči pacientů. V této souvislosti hraje čištění klíčovou roli.
Díly vyrobené pomocí tiskových procesů na bázi práškového lože lze například po rozbalení pomocí vakuové technologie očistit od zbytků prášku suchým způsobem. Pro následné mokré chemické čištění jsou k dispozici jak komorové, tak sériové ponorné systémy. Během procesu čištění zajišťují technologie ultrazvuku a změny tlaku v kombinaci s vhodným médiem odstranění nečistot a zbytků prášku i z těch nejjemnějších struktur a složitých geometrií. Nové výzvy pro společnosti vyvstávají ve zdravotnickém sektoru také kvůli MDR (nařízení o zdravotnických prostředcích). Kromě výsledku čištění klade toto nařízení také vyšší nároky na validaci procesů, jakož i na dokumentaci a sledovatelnost.

Testovací centra Ecoclean a UCM, která jsou vybavena čistými prostory a analytickým vybavením, umožňují provádět ultrajemné testy čištění za nadstandartních podmínek.
Zdroj fotografií: Ecoclean

Speciální řešení nebo modulární koncepce systému
Vysoce čisté aplikace v polovodičovém dodavatelském průmyslu, optice, lékařské technice a také v laserovém a senzorickém průmyslu obvykle vyžadují individuálně navržené postupy a čistící řešení, která jsou odpovídajícím způsobem přizpůsobena pro použití v čistých prostorech. Pro poněkud méně náročné úkoly přesného čištění, které se stávají nezbytnými ve stále více průmyslových odvětvích, vyvinula společnost UCM vysoce flexibilní a nákladově efektivní řešení v podobě řady ultrazvukových ponorných systémů s názvem UCMSmartLine. Na základě standardizovaných modulů obsahuje integrované elektrické a řídicí systémy pro čištění, oplachování, sušení, nakládání a vykládání a také univerzální přepravní systém. Moduly lze použít ke konfiguraci systémů pro předčištění, mezifázové a závěrečné čištění a také je podle potřeby rozšířit. Kromě toho mají tyto systémy obecně kratší dodací lhůty.
Řešení, které nejlépe splňuje technické a ekonomické požadavky příslušného úkolu, lze určit pomocí čisticích testů v přesných testovacích centrech společnosti Ecoclean v Monschau a UCM ve švýcarském Rheinecku.


Kontakt:
Ecoclean Technologies spol. s r.o., Oslavany
telefon +420 (0)546 123 701
info.czechia@ecoclean-group.net
www.ecoclean-group.cz

Mohlo by se Vám líbit

Řízení robotů: Intuitivní ovládání robotů díky digitálnímu dvojčeti

Nákladově efektivní řízení robotů a simulace zdarma Možnost naprogramovat si vhodné řešení ještě před pořízením samotného robota. To umožňuje nový software pro snadné programování robotů, […]

Téměř bez zpoždění s až 226,5 snímků za sekundu

Firmy congatec a MATRIX VISION představují techniku pro vysokorychlostní snímání obrazu založenou na PCIe Společnosti congatec a MATRIX VISION na veletrhu Vision ve Stuttgartu (hala […]

Přesné hlubokotažené díly pro lékařskou techniku s dokonalou povrchovou úpravou

Dokonale přizpůsobená řešení a spotřební materiály zaručující vysokou kvalitu a bezpečnost procesu omílání Hlubokotažené funkční díly se stále více prosazují při výrobě zdravotnické techniky a […]