Precíziós felülettisztítás kamrás rendszerekben
Az elmúlt évtizedekben a precíziós tisztítási feladatok jellemzően az optikai ipar, a félvezetőgyártás és az orvostechnika területein terjedtek el.

 

A számok tanúsítják, hogy az említett ágazatok tisztítási műveleteit továbbra is kiváló minőségű ultrahangos és többkádas rendszerekben végezték el. A fenti iparágak növekvő igényei, valamint az autóiparban és általában az iparban felmerülő új kihívások azonban innovatív folyamatok megjelenését vonták maguk után. A hermetikusan lezárt kezelőkamrákat tartalmazó egy- és többkamrás rendszerek például egyértelműen növelik a rendelkezésre álló lehetőségeket.

A finomtisztítási feladatok kijelölése

A precíziós tisztítás során figyelemmel kell lenni a korai és későbbi gyártási folyamatok alatti, valamint a termék mozgatása és a környezeti hatások miatti keresztszennyeződés kockázatára. A dilemma akkor merül fel, amikor összetett geometriájú termékek kapcsán állnak elő precíziós tisztítási követelmények. Egyrészt fontos, hogy a szennyeződés bekövetkeztét folyamattechnikai és mechanikai elemekkel (részecske/film gátló szelepek, forgómozgások, holtterek stb.) gátoljuk meg.

 

Ciklikus nukleáció (CNp) eljárásos és ultrahangos kettős kamrás rendszer finomtisztításhoz, közvetlen csatlakoztatással a tisztatérhez (Forrás: LPW)

 

Másrészt ezen kulcsfontosságú alkatrészek geometriája miatt nagy hangsúlyt kell helyezni a mechanikai és folyamattervezésre is. Az ilyen típusú tisztítószerek olyan előzetes folyamatokban is szerepet játszanak, amelyek gyakran a szennyeződés magas szintjével (például forgácsolási, köszörülési stb. maradványok) járnak együtt. Ennek eredményeként a jellemzően használt eljárások:

  • Magas térfogatáram meghatározott közeggel
  • Magas befecskendezési és öblítési nyomásértékek
  • Relatív mozgások (döntés, forgatás, időközönkénti forgás)
  • Vákuumalapú tisztítási módszerek ultrahanggal és anélkül

Ezt egyáltalán nem, vagy csak jelentős korlátozásokkal lehet megvalósítani a nyílt többkádas rendszerekben. Ugyanilyen kritikus szemmel kell megvizsgálni az általánosan használt tisztítóközeg-keringtető rendszerek szűrési sebességét is.

A korábban használt gyártástechnológia

A múltban és bizonyos mértékig még napjainkban is megmaradt a kiváló minőségű hagyományos ultrahangos, merítőkádas rendszerek létjogosultsága. A hangsúly az ultrahang és bizonyos esetekben a nagyfrekvenciás (úgynevezett megasonic) hullám mechanikai tisztítóképességén van, a megfelelő tisztítószerekkel, valamint a merítőkádak számával és minőségével összefüggésben. A keringtető szűrőrendszereket úgy tervezték meg, hogy a felszínen úszó szennyeződéseket leválasszák, kiszűrjék, és csak a már megtisztított közeget forgassák vissza. Bizonyos esetekben a közeg eltávolítására a merítőkád folyadékszintje alatt is nyílik lehetőség. A termékek mozgását emelő/süllyesztő vagy bizonyos esetekben forgó mozgás formájában az ultrahang frekvenciájához igazítják.

Új feladatok

Az összes iparágban folyamatosan növekszik a bonyolultabb kihívásokhoz alkalmazott precíziós tisztítómegoldások iránti igény. Idetartoznak az orvostechnikai termékek (például endoszkópok, kanülök, nyitott pórusú implantátumok, vezetődrótok), valamint a félvezetőipar termékei (többek között szelepek, hűtőelemek/csövek). Az új gyártási eljárások, például az additív gyártás (3D nyomtatás), a speciális bevonatolási és ragasztási műveletek, valamint a high-tech (autóipari) szenzortechnika iránti növekvő igény új feladatokat teremtettek az ultrafinom részecskék és filmrétegek eltávolítása terén. A hagyományos ultrahangos rendszerek a fent említett területen használt komplex geometriák és kapillárisok esetén hamar elérik fizikai teljesítőképességük határait. Az előzetes gyártási folyamatok által okozott magas szennyeződési értékek nagyobb követelményeket támasztanak a szűrési gyorsaság és ezáltal a tisztítóközeg áramlási sebessége irányába. Végezetül fennáll annak a veszélye is, hogy az ultrahang károsítja a bevonatolt felületeket.

Kamratechnológia

A kamratechnika ezzel szemben már az autóiparban és az általános iparban is bizonyított. A bemerítéses rendszereket már számos területen régóta előnyben részesítik a finomtisztítási műveletekben. Ennek oka a hermetikusan lezárt kezelőkamrákkal elérhető megnövelt tisztítóképesség. A kamrák lehetővé teszik a nyomás/vákuum, gyakorlatilag korlátlan térfogatáram, valamint magasabb szűrési sebesség használatát, ami a szennyeződések lényegesen gyorsabb leválasztásához vezet. A vákuumrendszerek lehetővé teszik a kezelőkamra negatív nyomáson történő, nyomásmentes és így termékbarát feltöltését is. Az említett előnyök összességében jobb tisztítóközeg-minőséget eredményeznek a tisztítási és öblítési szakaszokban. A közbenső lefúvatás és az optimalizált közegelosztók által a tisztítóközeg-átvitel minimálisra csökkenthető, és a feladathoz szükséges tisztítási és öblítési folyamatok száma is jelentősen redukálható a bemerítéses berendezések korábbi sorozataihoz képest.

 

A kamratechnológia nagy (itt: kb. 3 988 × 711 × 711 mm méretű alumínium) alkatrészek precíz tisztítására is alkalmas (Forrás: LPW)

 

Két vagy több kezelőkamrával a tisztítási szakasz az öblítési stádiumtól átvitel nélkül is elválasztható, és ennek hatására jelentősen növelhető a berendezés áteresztőképessége. Az ilyen típusú rendszerekben a közegtároló tartályokat és a kezelőkamrát folyamattechnológiai szempontok alapján elválasztják egymástól, és szükség esetén a térbeli elválasztás is megoldható. A rendszerek például tisztaterek környezetébe is beépíthetők, vagy belső kamraként (minőségkapuként) alkalmazhatók a tisztaszobába történő átvezetésnél. A tárolótartályok a szűrő/közeg-előkészítő modulokkal kívül vagy más szinten is elrendezhetők. Ezek a rendszerek ténylegesen bármilyen méretben használhatók.

További előnyök:

  • Mivel a közeggel érintkező egész környezetet folyamatosan tisztítják, nagyon kevés újra- vagy keresztszennyeződés történik
  • A közbenső tárolótartály jellemzően 1,5–2-szer nagyobb, mint a kezelőkamra
  • A hermetikusan lezárt kamra közvetlenül csatlakoztatható a megfelelő közegáramokhoz (levegő vagy folyadékok)

A vákuumalapú tisztítási folyamatok (ciklikus nukleáció, CNp) integrációjának köszönhetően az olyan feladatok is egyszerűen elvégezhetők, mint a csövek belsejének vagy a (nagy csomagsűrűség előnyhöz) sűrűre összepakolt komplex alkatrészek megtisztítása. A kamratechnika ezenkívül alkalmas gyártási sorozatok és egyedi alkatrészek tisztítására, gőztisztításra és -öblítésre, valamint az összes ismert szárítási folyamat adaptálására.

Tipikus alkalmazás

A félvezetőiparban a félvezető lapkák (waferek) tisztításához elengedhetetlen a többféle merítőkád használata. Ez a technológia azonban csak korlátozott mértékben – vagy egyáltalán nem – alkalmas olyan termékek számára, mint például a szelepszerelvények, a mechanikus egységek, a hőcserélők és a hűtővezetékek.

A felső rakodókkal a kamratechnológia a hagyományos konverterrendszerekbe is integrálható (Forrás: LPW)

 

Az LPW Reinigungssysteme GmbH az ilyen alkalmazásokhoz egy frontoldali rakodóval felszerelt kettős kamrarendszert fejlesztett ki háromfokozatú közegtároló tartállyal, amit már több esetben sikeresen telepített. A megmunkált alumíniumszerelvényeket (a legnagyobb alkatrész mérete kb. 762 × 508 × 660 mm) megmunkálás után és a végső összeszerelés előtt a tisztaszobákban tisztítják meg.

A feladathoz tartozó tisztasági követelmények több kritériumot írnak elő (kivonat):

  • Szerves és filmszerű szennyeződés: 65–650 ng/négyzethüvelyk, C7 osztálynál nagyobb
  • Részecskeszennyeződés: körülbelül 0,001 négyzethüvelyk UV-fény alatt, 0,0001 inch szennyeződés esetén maximum 65 000 részecske/inch2, 0,0002 inch szennyeződés esetén maximum 130 000 részecske/inch2.
  • Ezenkívül körülbelül 40 fémre és anionra határoztak meg határértékeket a fémekre és szervetlen szennyeződésekre vonatkozó követelmények részeként.

 

 

A tisztítási folyamatot speciálisan felületkezelt és később elektropolírozott kezelőkamrák és tartozékok segítik (Forrás: LPW)

Folyamatsorrend:

Automatikus anyagszállítás a réteges padló alatt az első kezelőkamrába

1. kamra

1 tisztítóközeg-tartály

- 1 öblítőtartály desztillációs egységgel, 18 bar nyomású befecskendezés nagy térfogatárammal a tisztítás során

- Ultrahangos tisztítás és öblítés (tisztítás/öblítés 1)

- Ciklikus nukleáció (CNp) eljárásos előtisztítás (CNp technológia mindkét kádban)

2. kamra

- Finom öblítés ultrahanggal + CNp eljárással

- Rendkívül finom befecskendezéses leöblítés ultratiszta vízzel

- Forrólevegős CNp/vákuumszárítás

- Automatikus szállítás a csatlakoztatott tisztatérbe

Összefoglalás

A bonyolult és nehéz geometriák esetében a kamratechnológia nyújt lehetőséget a jól ismert és bevált nedves kémiai tisztítási eljárások, valamint az összes szárítórendszer eredményes használatára. Az új technológiák – például a ciklikus nukleáció vagy a hibrid folyamatok – előnyei is kiaknázhatók. A frontoldali, felső vagy beépített rakodóval felszerelhető, hermetikusan lezárt kamrák nagy rugalmassággal integrálhatók a tisztaterek környezetébe. Annak az opciónak köszönhetően, hogy a közegtároló tartályok térben elválaszthatók a tisztítótértől, a kamrás rendszerek ideálisan megfelelnek a ma és a holnap követelményeinek.

Robotrendszer a síküveggyártásban
Az ABB legnagyobb terhelhetőségű, többfunckiós robotjával valósult meg a Guardian Orosházi síküveggyárának új, biztonságos, hatékonyabb, gyorsabb üvegtábla rakodási rendszere.
IoT és feladatorientált robotok a legújabb trendek között
Már nem olyan távoli jövő a készpénz teljes eltűnése vagy az okosautók általános térhódítása, és tíz év múlva már a 6G is elterjed.
Gyorsabb eszközadat elérés segíti a tervezőket
Idén június elején jelent meg az alkatrész- és eszközadatok elérését online lehetővé tevő Eplan Data Portal legújabb verziója.
Termelésütemezés napjainkban
"Egy termelésütemező rendszerbe való beruházás sokkal nagyobb érték, mint egy gépberuházás! De ezt ma még sokan nem értik! De amikor majd ők is rálépnek erre az útra, és megismerik a lean-t, a termelésütemezést, akkor majd megértik ennek az értékét!"
Kvantum algoritmusok a szén-dioxid-leválasztás fejlesztésére
A Total-csoport többévre szóló partnerségi megállapodást kötött az egyesült királyságbeli Cambridge Quantum Computing (CQC) startup céggel a szén-dioxid-leválasztási, -hasznosítási és -tárolási (CCUS) technológiák kutatására. A partnerség célja az új kvantum algoritmusok fejlesztése a szén-dioxid-leválasztáshoz szükséges anyagok javítása érdekében.