Die zunehmende Bedeutung technischer Sauberkeit

Die zunehmende Komplexität heutiger technischer Produkte stellt immer strengere Anforderungen an die Verunreinigungskontrolle

Die steigende Komplexität technischer Produkte in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektrotechnik und im Schwermaschinenbau erfordert saubere Produktionsbedingungen und Komponenten. Verunreinigungen auf der Oberfläche von technischen Geräten und Teilen können zu unzuverlässiger und/oder unzureichender Geräteleistung führen. Vorhandene Partikelverunreinigungen bei der Herstellung können Ausfallzeiten während der Produktion, reduzierte Durchlaufzeiten, Verschwendung von Material und Energie sowie Produktreklamation verursachen.

Die Prüfung der technischen Sauberkeit umfasst ABS-Systeme, Kraftstoffeinspritzung, Scheibenbremsen, hydraulische Flüssigkeitssysteme, Rohrleitungen, Leiterplatten, Schaltungen und große schwere Maschinenkomponenten.

Technische Sauberkeitsverfahren

Die technische Sauberkeitsprüfung ist ein Verfahren in mehreren Schritten, das zahlreiche Vorbereitungs- und Prüfschritte umfasst. Dieser Blog vermittelt eine Übersicht dieses Verfahrens (kommende Blogartikel werden einen tieferen Einblick in die Schritte bei der Vorbereitung und Prüfung geben):

Vorbereitung

Die Vorbereitung der zur Prüfung benötigten Komponenten umfassen die folgenden Schritte:

• Reinigung von Teilen: Die Vorbereitung beginnt, wenn eine Probe der Teile von der Produktionsstraße entfernt und vor der Extraktion gewaschen wird.
• Extraktion: Von den zu prüfenden Komponenten werden Partikel in einem Extraktionskabinett an einem sauberen Ort entfernt. Partikel können durch Fluten, Strahlwasser oder mittels Ultraschallbad entfernt werden.
• Filtration: Das Extraktionsspülwasser wird gefiltert und die extrahierten Partikel werden an einem Membranfilter (Filtermaterialien umfassen Zellulose, Polyester, Glasfaser und Nylonnetz) gesammelt.
• Trocknen und Wiegen: Der Membranfilter wird getrocknet und ist für die folgende Analyse bereit. Der getrocknete Filter, mit allen Verunreinigungen, wird dann mit einer Analysewaage gewogen.

Prüfung

Das Prüfverfahren umfasst die folgenden Schritte:

• Bildaufnahme und Tischbewegung: Der getrocknete Membranfilter wird auf einen motorisierten Mikroskoptisch gelegt, sodass die für die Prüfung benötigten Bilder erfasst werden können.
• Partikelerkennung: Membranfilterbilder werden auf Partikel untersucht, die als dunkle Fläche auf einem hellen Hintergrund angezeigt werden.
• Partikelgrößenmessung: Erkannte Partikel werden entsprechend verschiedener Parameter gemessen, einschließlich max. Feret Durchmesser und Äquivalentdurchmesser.

• Partikelgrößenklassifizierung: Nachdem Partikel gemessen wurden, werden sie verschiedenen Größenklassen zugewiesen. Die zwei Hauptklassen sind differenziell (definiert durch eine min. und max. Größe) und kumulativ (definiert durch nur eine min. Partikelgröße).
• Extrapolation der Partikelanzahl: Auf dem Membranfilter wird eine festgelegte Fläche auf Partikel gescannt und untersucht. Zu diesen Flächen gehören Filtergröße (Gesamtfläche des Filters), Durchflussfläche (Filterfläche mit Partikeln), max. Scan-Bereich (max. scanbare Fläche für die Prüfung) und Prüfbereich (aktueller von Bediener festgelegter Bereich).

• Normalisierung der Partikelanzahl: Die extrapolierte Partikelanzahl wird auf den Vergleichswert normalisiert, was den Vergleich von mehreren Werten ermöglicht. Normalisierungsmethoden umfassen die gereinigte Fläche (Partikelanzahl wird in einer Fläche von 1000 cm² normalisiert), das gereinigte Volumen (Partikelanzahl wird in einer Fläche von 100 cm³ normalisiert), die gereinigten Teile (Partikelanzahl wird an einem einzigen Probenteil normalisiert) und die gefilterte Flüssigkeit (Partikelanzahl wird in einer gefilterten Flüssigkeit von 1 ml oder 100 ml normalisiert).
• Berechnung des Verunreinigungsgrad: Dieser Klassifizierungsgrad wird nicht durch die Partikelgröße, sondern durch die Gesamtpartikelzahl einer festgelegten Verunreinigungsklasse (in den meisten internationalen Normen sind Klassen festgelegt) bestimmt.
• Definition des Sauberkeitscodes: In einigen Normen wird die Darstellung der Messdaten auf eine kurze Beschreibung reduziert. Dieser Sauberkeitscode ist in der Norm festgelegt und ist in Partikelgrößenklassen und Verunreinigungsgrade unterteilt.
• Max. Abnahmeüberprüfung: Die Überprüfung auf einen max. Abnahmewert ist ein optionaler Schritt. Wenn ein max. Wert erforderlich ist, wird dies in der Prüfkonfiguration angegeben und kann eine absolute Partikelanzahl oder ein max. Sauberkeitscode sein.
• Trennung von reflektiven und nicht reflektiven Partikeln: Die Unterscheidung zwischen metallischen und nichtmetallischen Partikeln erfolgt durch die Bestimmung, ob Partikel Licht reflektieren oder nicht (unerlässlich, da metallische Partikel deutlich größere Probleme verursachen als nichtmetallische Partikel).
• Faseridentifizierung: Auf dem Membranfilter erkannte Fasern stammen, im Gegensatz zu den auf dem Filter gefundenen Partikeln, in der Regel von verschiedenen Quellen (z. B. Arbeitskleidung oder Lappen). Daher müssen Fasern identifiziert und analysiert oder nicht analysiert werden, je nach der Norm, die der Sauberkeitsprüfung zugrunde liegt.
• Überprüfung der Ergebnisse: Die folgenden Verfahren sind als Teil der Überprüfung möglich: Löschen von Elementen, die fälschlicherweise als Partikel identifiziert wurden; Teilen von Partikeln, die nah zusammen liegen und fälschlicherweise als ein einziges großes Partikel identifiziert wurden, Korrigieren von falschen Partikelkennzeichnungen (z. B. metallisch versus nichtmetallisch).
• Berichterstellung: Ein Bericht der technischen Sauberkeitsprüfung kann eine Beschreibung zu bestimmten Erfassungsparametern, Klassifizierungstabellen und Flächenabdeckungsdetails von Partikeln sowie Bilder der größten Partikel enthalten.

OLYMPUS CIX Serie: Ein Prüfsystem für die technische Sauberkeit

Technische Sauberkeitsprüfungen enthalten mehrere Herausforderungen, wie die Notwendigkeit, Ergebnisse während der Prüfung zu überprüfen, reflektive und nicht reflektive Partikel gleichzeitig anzuzeigen, täglich zahlreiche Proben zu prüfen, Ergebnisse basierend auf verschiedenen Normen durchzusehen und neu zu berechnen und Ergebnisse in normkonformen Berichten zu veröffentlichen. Das Prüfsystem der OLYMPUS CIX Serie ist speziell für die technische Sauberkeitsprüfung ausgelegt und lässt sich für alle diese Schritte auf benutzerfreundliche und zuverlässige Weise einsetzen. Das Prüfsystem der OLYMPUS CIX Serie gewährleistet mit seinen optischen High-End-Komponenten, seiner nahtlosen Integration von Hardware und Software sowie seiner robusten und wartungsfreien Auslegung reproduzierbare Bildgebungsbedingungen und macht die Sauberkeitsprüfung zu einer Routineaufgabe.