Čistota součástek je dnes stejně důležitým kritériem kvality jako rozměrová přesnost. Je definována danými specifikacemi čistoty částic – a stále častěji také specifikacemi čistot filmové čistoty.
Jejich spolehlivé splnění může být poměrně náročným úkolem. Aby byl provoz nákladově efektivní, je stále důležitější navrhovat čisticí procesy v souladu s požadavky uživatelů a současně s opakovatelností výsledků čištění.
Bez ohledu na průmyslové odvětví se dnes čištění dílů stalo jedním z kritických procesů ve výrobě, neboť díly musí být dostatečně čisté pro následné výrobní kroky, jako jsou nanášení povlaků, tisk, tepelné zpracování a montáž. Kvalita a funkčnost výrobků je zásadně závislá na čistotě dílů. V posledních letech se pozornost zaměřovala na odstraňování znečištění částicemi, včetně třísek vznikajících při obrábění a tváření, ale také otřepů a částic vznikajících při otěru. Mezitím se dostala do popředí problematika kontaminace v tenkých vrstvách (filmech), neboť při spojovacích procesech, jako je laserové svařování a pájení, lepení, mohou zhoršit kvalitu spojení i malé zbytky, např. zpracovatelských olejů a emulzí, čisticích prostředků, tažných či tvarovacích a separačních prostředků. Pokud jde o filmové znečištění, jsou specifikace čistoty často definovány v termínech povrchové energie nebo povrchového napětí (mN/m = milinewtony na metr). Splnění těchto požadavků lze poměrně snadno zkontrolovat zkušebními inkousty nebo metodou měření kontaktního úhlu.
Přizpůsobení postupů mokrého chemického čištění danému úkolu
U převážné většiny dílů lze specifikace týkající se čistoty částic a/nebo filmu splnit pomocí mokrého chemického čištění. Díly se obvykle čistí v dávkách, buď hromadně, nebo uspořádané v nosičích dílů. Stabilní a reprodukovatelná kvalita procesu a trvale dobré výsledky však mohou být dosaženy pouze tehdy, pokud jsou čisticí média, jakož i mycí zařízení a technologie procesu optimálně přizpůsobeny danému úkolu čištění.
Výběr vhodného čisticího media pro konkrétní znečištění
Při výběru čisticího média se lze řídit chemickou zásadou “podobné se rozpouští v podobném”. To znamená: polární nečistoty, jako jsou chladicí emulze, lešticí pasty, soli, částečky z otěru a jiné pevné částice se obvykle odstraňují pomocí vody jako polárního čisticího média ve spojení s čisticími prostředky s neutrálním pH, kyselými nebo alkalickými čisticími prostředky. Pro nečistoty na bázi minerálních olejů (organické, nepolární), jako jsou obráběcí oleje, maziva a vosky, se obvykle používají organická rozpouštědla, jako jsou nehalogenované uhlovodíky nebo chlorované uhlovodíky. Modifikované alkoholy např. 3-butoxy-2-propanoly, mají lipofilní a hydrofilní vlastnosti, a jsou proto schopny do určité míry odstraňovat nepolární i polární kontaminanty. Aby bylo možné přesně určit, které čisticí médium je nejlepší pro účinné odstranění nečistot ulpívajících na příslušných dílech, doporučuje se provést zkoušku čištění znečištěných dílů. Společnost Ecoclean GmbH disponuje ve svých technologických centrech po celém světě řadou čisticích zařízení pro všechny typy médií. Používají se k provádění zkoušek na dílech vyrobených z kovových materiálů, plastů, keramických materiálů, skla a jejich kombinací. Kromě dosažitelného výsledku čištění tým také kontroluje, zda jsou materiály čištěných součástí kompatibilní s použitými čisticími médii.
Minimalizace nákladů na čištění pomocí vhodné procesní technologie
Podíl nákladů, které vznikají na každý čištěný díl jsou tím nižší, čím rychleji a efektivněji jsou v procesu čištění splněny předem definované specifikace čistoty. Čisticí účinek média se proto zvyšuje pomocí různých fyzikálních procesních technologií, jako je stříkání, odmašťování parami, máčení, ultrazvuk, vstřikování při zaplavení, a také vysokotlaké čištění, které se používá také k odjehlování dílů. Při čištění stříkáním zvyšuje kinetická energie proudu účinek použitých čisticích chemikálií a odstraňuje nečistoty z povrchu dílů. Z tohoto důvodu jsou na celé díly nebo na specifické oblasti, jako jsou např. otvory a slepé díry, aplikovány tlaky mezi 2 a 20 bary. Zejména při čištění bodovým paprskem závisí výsledek čištění na tom, jak jsou trysky nasměrovány na čištěný povrch. Výsledek lze zlepšit, pokud se díl vůči stříkací trysce posune nebo naopak. Tam, kde jsou kladeny vysoké požadavky na čistotu částic, lze čištění postřikem použít také jako závěrečný krok čištění k odstranění malých částic, které ještě ulpívají na povrchu.
Při parním odmašťování rozpouštědlem, které se provádí v uzavřené pracovní komoře čisticího zařízení, se čisticí médium zahřeje na bod varu a vzniklé páry rozpouštědla jsou směrovány na čištěné díly. Teplotní rozdíl mezi horkými parami a chladnější součástí způsobuje kondenzaci rozpouštědla na povrchu obrobku, takže kondenzát rozpouštědla má oplachovací účinek. Odmašťování párou se používá k odstranění nečistot, jako jsou oleje, tuky a emulze, z lehce znečištěných dílů.
Při ponorném čištění, které lze provádět s médii na vodní bázi i rozpouštědly, se znečištění odstraňuje především chemickým účinkem média, který lze podpořit kýváním a otáčením dílů. Tento proces se většinou používá pro díly se složitou geometrií, jako jsou slepé otvory nebo zářezy, a často se kombinuje se vstřikováním při zaplavení (IFW) a/nebo čištění pomocí ultrazvuku.
Vstřikování při zaplavení se používá téměř ve všech čisticích procesech, ve kterých je nutné čistit obrobky silně znečištěné třískami a olejem nebo emulzí. Díly jsou vystaveny tlaku mezi 3 a 15 bary v ponorné lázni. Protože k tomu dochází pod hladinou kapaliny, vznikají velké objemové proudy, které pronikají i do dutin velmi složitých obrobků. Čistící účinek ultrazvukových jednotek je založen na kavitaci: elektrické signály generované ultrazvukovým generátorem o určité frekvenci jsou přenášeny převodníkem jako zvukové vlny do čisticí kapaliny. Výsledkem je souhra podtlaku a přetlaku, přičemž ve fázích podtlaku vznikají mikroskopické dutiny, které se v následné fázi přetlaku zhroutí (implodují). Tím se v kapalině vytvářejí mikroproudy, které prakticky “odstřelují” a odplavují veškeré částice a tenkovrstvé nečistoty ulpívající na dílech. Pro čisticí účinek platí následující: čím nižší je frekvence, tím větší jsou kavitační bubliny a tím vyšší je uvolněná energie.
Odjehlování a čištění v jednom kroku
Použití vodního paprsku při vysokém tlaku – rozmezí 300 až 1 000 barů, někdy i vyšším nebo nižším v závislosti na aplikaci, obvykle umožňuje spolehlivě odstranit z dílů otřepy vzniklé při obrábění a zároveň je vyčistit. Vysokotlaké čištění se používá také k odstraňování zbytků písku z odlitků a odolných nečistot z povrchu dílů, včetně zbytků po svařování a okují. Použité tlaky závisí na typu a úrovni znečištění a také na výsledcích testů získaných v technologických centrech společnosti Ecoclean. Kromě čisticího média a mycího zařízení ovlivňuje kvalitu procesu také personál obsluhující čisticí systém. Pro splnění požadavků na čistotu reprodukovatelným a ekonomickým způsobem je proto zásadní znalost vzájemných vztahů a procesů zahrnutých ve výrobním kroku čištění dílů.
