A puszta gyors tisztításnál jóval többet nyújtunk a precíziós optikai alkatrészek tisztításához

Ultrahangos tisztítóberendezés több mint 100 különböző üveghez

A alkatrészek sokfélesége, a különböző, részben rendkívül érzékeny üvegfajták, a legkülönfélébb mérettartományok, valamint a termelési kapacitással szemben támasztott magasszintű követelmények egy nagyon komplex ultrahangos tisztítóberendezést igényeltek a Carl Zeiss Jena GmbH optikai öntőmaggyártó részlegénél. Így született meg egy olyan megoldás a ZEISS projektcsapata, valamint a tisztító- és vízkezelőberendezés gyártói közötti szoros együttműködés eredményeképpen, amely úttörő berendezésként szolgál a vállalatcsoport számára.

Felhasználói jelentés – Ecoclean és UCM AG / Carl Zeiss Jena GmbH

A ZEISS vállalat az optikai és optoelektronikai iparág egyik világszerte aktív gyártó konszernje, melynek székhelye Oberkochenben található. A vállalatcsoport méréstechnikai, orvostechnológiai berendezések, mikroszkópok, szemüveglencsék, fényképező- és filmobjektívek, távcsövek, valamint félvezetőgyártó berendezések fejlesztésével, gyártásával és értékesítésével foglalkozik. A jenai telephely – ahol a vállalatot alapították 1846-ban – a székhelye a ZEISS csoport gyártási szolgáltatásait koordináló szolgáltató vállalatának. Idetartozik többek között az optikai gyártás is. Ebben az üzemben 100-at is jóval meghaladó különböző üvegtípusból több mint 1000 különböző gömboptikai és síkoptikai komponens készül a vállalatcsoport legkülönfélébb termékeihez.

A tisztítás egy nagyon kritikus része a termelési folyamatnak

A termelési folyamat tűfokát a tisztítás jelenti – különösen is az öntőmaggyártás terén, vagyis azon a területen, amely az optikai alkatrészek geometriájának kialakításával foglalkozik. „Az optikai alkatrészek függvényében itt több tisztítási lépésre is szükség van, hogy az igen magas termelési kapacitással lépést tudjunk tartani. Ennek érdekében, valamint hogy a ZEISS vállalat a jövőben is meg tudjon felelni a környezetvédelmi céljainak, egy ideje lecseréltük a több mint 20 éves tisztítóberendezésünket”, számol be Heincz Ackermann, aki kollégájával, Benjamin Wagnerrel együtt az új ultrahangos tisztító- és vízkezelőberendezés megvalósításának felelőse volt.

A szerződést az SBS Ecoclean (korábban Dürr Ecoclean) csoport részét képező svájci UCM AG kapta meg, amely már több ultrahangos tisztítóberendezést is gyártott a Carl Zeiss Jena GmbH részére. A döntő tényezőt az ilyen típusú tisztítórendszerek terén szerzett jó tapasztalatok jelentették, amelyeket részben immár több mint 15 éve üzemeltetnek. A vízkezelő berendezés felelőse pedig az Enviro Falk GmbH lett.

A termelési kapacitással és tisztítási eredménnyel szemben támasztott magasszintű követelmények

Az új ultrahangos tisztítóberendezés ismét kombinált folyamatokat hivatott lehetővé tenni, oldószeres és vízbázisú tisztítási lépéseket kombinálva. Ennek során különböző tisztasági igényeknek kell eleget tenni az adott gyártási lépés, valamint az adott optikai alkatrész függvényében. A tisztítási eredménynek késznek kell lennie az ellenőrzésre, valamint a bevonatképzésre. „A termelési folyamat során bebizonyítottuk, hogy ez így van. Így a gyártás során redundánsan biztosítható a teljes tisztítási folyamat” – jegyzi meg Benjamin Wagner. További kihívást jelentettek a részben igen savérzékeny üvegtípusok, amelyekből az optikai komponensek készülnek. Ezek az üvetípusok különböző erősséggel reagálnak a vizes területen alkalmazott tisztító- és öblítőközegekre. „Sok kísérletet végeztünk ezzel kapcsolatban, amelyek során tenzides közegeknek, valamint különböző minőségű vizeknek – például ásványtalanított víznek, ozmotikus víznek vagy kevert víznek – tettük ki az üvegeket. Ezt követően 200-szoros nagyítás alatt ellenőriztük, hogy sor került-e a felület károsodására, s amennyiben igen, milyen mértékűre” – teszi hozzá Heincz Ackermann. Az eredményeket felhasználtuk a tisztító- és vízkezelő berendezés tervezése során.

Az igényekhez igazított, rugalmas berendezésterv

A teljes egészében zárt tisztítóberendezésben összesen tizenkét állomás található. A berakodóállomás után következő első négy medencében oldószeres tisztítás, az azutáni négyben pedig vizes közegekkel történő tisztítás zajlik. Ezután egy merülő öblítő, majd két merülő-fecskendező öblítő következik, melyek mindegyike fel van szerelve lifttel, végül egy liftout-funkciós finomöblítő zárja a sort, amelyekben különböző minőségű víz használható a tisztításhoz. Az optikai komponensek nedveskémiai kezelésére szolgáló mind a tizenkét medence fel van szerelve ultrahanggal is, amely során a két utolsó tisztítómedencében, valamint az első öblítőmedencében két-két frekvencián történik a kezelés, amelyek részben átfedésben kerülnek alkalmazásra.

A szárítás infravörös szárítókkal történik. Az infravörös szárítókon hajtott szállítószalagokon haladnak át az alkatrészek, míg végül a kirakodóállomásokra kerülnek Az utolsó öblítőmedence területén, valamint a szárítás területén lamináris légáramlással ellátott tisztaszobai szűrővel van felszerelve a berendezés. Ez megakadályozza, hogy az alkatrészek ismét beszennyeződjenek a levegőben lebegő szennyrészecskék miatt.

A berendezés három szállítóautomatával van felszerelve annak érdekében, hogy eleget tudjon tenni a 10 000 – 18 000 tisztítandó alkatrészt jelentő névleges termelési kapacitásnak, napi két műszakban. A szállítóautomaták meghatározott tartományban végzik a tisztítóállványok szállítását, valamint áthelyezését a berakodóállomástól egészen az utolsó öblítésig.

A komplex tisztítási folyamatok szoftveresen vannak vezérelve

Az optikai alkatrészek méretei az alkalmazási cél függvényében 1 és 320 milliméter közöttiek. A tisztítandó alkatrészek egy – a geometriai formájuknak megfelelően kialakított – munkadarabtartóra kerülnek, amelyekből akár hármat is el lehet helyezni egymás fölé a tisztítóállványra.

Az adott gyártási lépéshez és az optikai komponensekhez igazodóan jelenleg több mint 20 alkatrészspecifikus tisztítóprogram van elmentve a berendezés vezérlésében, amelyek vezérlése vagy kézileg, vagy pedig vonalkóddal történik. A tisztítóprogramban van többek között meghatározva az, hogy az adott alkatrészek mely tisztító- és öblítőfürdőkbe kerüljenek, milyen sokáig tartózkodjanak az egyes állomásokon, valamint milyen teljesítménnyel és frekvenciával történjen az ultrahangos tisztítás.

„Az UCM számára nem volt könnyű feladat megoldani a programok szoftveres vezérlését három szállítóautomata alkalmazásával” – emlékszik vissza Benjamin Wagner.

„Hiszen egyrészt mindennek gyorsan kell történnie, hogy a termelési kapacitás biztosítva legyen, s egyúttal arról is gondoskodni kell, hogy az olyan programoknál se kerüljön sor időveszteségre, amelyeknél oda-vissza járnak az alkatrészek, vagy amelyeknél egy-egy medence átugrásra kerül. Másfelől pedig nagyon pontosan be kell tartani a vizes tiisztító- és öblítőmedencékhez előírt időtartamokat is, amely a savérzékeny üvegeknél minimum 15 másodperc.”

Annak érdekében, hogy az egyes öblítőmedencékben mindig megfelelő vízminőség álljon rendelkezésre, szoftveresen be kellett kötni a tisztítóberendezés vezérlésébe az ügyféloldali vízkezelő rendszert is. „Ennek érdekében optimális volt az együttműködés az UCM és az Enviro Falk között. Bizonyos, hogy ez is közrejátszott abban, hogy ma egy olyan tisztítóberendezés áll rendelkezésünkre, amellyel valamennyi optikai komponensnél rendkívül jó eredményeket érünk el, s amely úttörő megoldásnak számít a vállalatcsoporton belül” – jegyzi meg végül Heincz Ackermann.

Doris Schulz

Ecoclean GmbH, Gergely Böhm, Gergely.Boehm@ecoclean-group.net
Telefon +36 70 43 43 014, www.ucm-ag.com, www.ecoclean-group.net

Ecoclean GmbH, Rainer Grenz, Rainer.grenz@ecoclean -group.net.
Telefon +49 711 7006-138, www.ecoclean-group.net.

Carl Zeiss Jena GmbH, Benjamin Wagner, Jena, Németország,
benjamin1wagner@zeiss.com, Telefon +49 3641 64-0, www.zeiss.de