Als es an der Zeit war, die werkseitige Reinigung der Spiralnutlagerbaugruppe zu ersetzen, wandte sich Philips Medical Systems erneut an Ecoclean.
Kurz nach der Entdeckung der Röntgenstrahlen durch Wilhelm Conrad Röntgen im Jahr 1895 begann die Philips Medical Systems DMC GmbH gemeinsam mit dem aus Thüringen stammenden Glasbläser Carl Heinrich Florenz Müller mit der Entwicklung und Herstellung von Röntgenröhren. Bereits im März 1896 hatte er in seiner Werkstatt die erste Röntgenröhre gebaut und drei Jahre später das erste wassergekühlte Antikathodenmodell patentiert. Die rasante Entwicklung der Röhren und der Erfolg der Röntgenröhrentechnologie führten zu einer weltweiten Nachfrage und verwandelten handwerkliche Werkstätten in spezialisierte Röntgenröhrenfabriken. 1927 übernahm Philips, damals alleiniger Gesellschafter, das Werk und prägt die Röntgentechnologie seither mit innovativen Lösungen und kontinuierlichen Verbesserungen.
Die in Philips-Gesundheitssystemen verwendeten und unter der Marke Dunlee vertriebenen Produkte haben wesentlich zu Fortschritten in der diagnostischen Bildgebung, der Computertomographie (CT) und der interventionellen Radiologie beigetragen.
„Neben modernen Fertigungstechniken, hoher Präzision und kontinuierlicher Prozessoptimierung spielt die Reinheit der Komponenten eine wichtige Rolle für die Funktionssicherheit und Langlebigkeit unserer Produkte“, sagt André Hatje, Senior Engineer Process Development, Röntgenröhren-Division. Bei der Reinigung verschiedener Röntgenröhrenkomponenten müssen die Spezifikationen für Restpartikelverunreinigungen – maximal zwei Partikel mit einer Größe von 5 µm und maximal ein Partikel mit einer Größe von 10 µm – eingehalten werden, was die im Prozess erforderliche Reinheit unterstreicht.
Wenn es um den Austausch der Reinigungsanlage für die Spiralnutlagerkomponenten von Philips geht, ist die Erfüllung höchster Reinheitsanforderungen das Hauptkriterium. Das Molybdänlager ist das Herzstück der Hightech-Röntgenröhre. Nach dem Laserauftrag der Nutstruktur erfolgt ein Trockenschleifvorgang. Anschließend wird gereinigt, wobei Schleifstaub und Rauchspuren aus den durch den Laserprozess entstandenen Nuten entfernt werden müssen. Um die Prozessvalidierung zu vereinfachen, werden für die Reinigung kompakte Standardmaschinen eingesetzt. Vor diesem Hintergrund kontaktierte ein Prozessentwickler mehrere Hersteller von Reinigungsanlagen, darunter die Ecoclean GmbH in Filderstadt.
Nach Reinigungstests mit verschiedenen Herstellern kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die erforderliche Sauberkeit der spiralförmigen Nutlagerkomponenten nur mit Ecocleans EcoCwave erreicht werden kann.
Diese Tauch- und Sprühanlage arbeitet mit den gleichen sauren Reinigungsmedien, die zuvor bei Philips eingesetzt wurden, und hat eine Fläche von 6,9 Quadratmetern. Ausgestattet mit drei Überlauftanks – einem zum Waschen und zwei zum Spülen – verhindern die strömungsoptimierte zylindrische Bauweise und die aufrechte Position Schmutzablagerungen. Jeder Tank verfügt über einen separaten Medienkreislauf mit Vollstromfiltration, sodass Reinigungs- und Spülflüssigkeiten während des Befüllens, Entleerens und im Bypass gefiltert werden. Das deionisierte Wasser für die abschließende Spülung wird im integrierten Aquaclean-System aufbereitet.
Frequenzgesteuerte Pumpen ermöglichen die Anpassung des Durchflusses an die jeweiligen Bauteile während des Befüllens und Entleerens. Dadurch kann das Studio unterschiedlich stark befüllt werden, um in wichtigen Bereichen der Konstruktion einen dichteren Medienaustausch zu erzielen. Anschließend werden die Bauteile mit Heißluft und Vakuum getrocknet.
„Wir waren mit dem Reinigungsergebnis sehr zufrieden. Alle Teile verließen das Werk so sauber, dass wir sie direkt in den Reinraum zur Weiterverarbeitung bringen konnten“, sagte Hatje und merkte an, dass die nächsten Schritte das Glühen der Teile und das Beschichten mit flüssigem Metall umfassten.
Philips verwendet eine 18 Jahre alte, mehrstufige Ultraschallreinigungsanlage der UCM AG zur Reinigung von Teilen, die von kleinen Schrauben und Anodenplatten bis hin zu Kathodenhülsen und Gehäusewannen mit 225 mm Durchmesser reichen. Die Metalle, aus denen diese Teile gefertigt sind, sind ebenso vielfältig – Nickel-Eisen-Werkstoffe, Edelstahl, Molybdän, Kupfer, Wolfram und Titan.
„Die Teile werden nach verschiedenen Bearbeitungsschritten wie Schleifen und Galvanisieren sowie vor dem Glühen oder Löten gereinigt. Daher ist dies die am häufigsten eingesetzte Maschine in unserem Materialversorgungssystem und liefert weiterhin zufriedenstellende Reinigungsergebnisse“, sagt Hatje Say.
Das Unternehmen stieß jedoch an seine Kapazitätsgrenzen und beschloss daher, eine zweite Maschine von UCM, einem auf Präzisions- und Feinstreinigung spezialisierten Geschäftsbereich der SBS Ecoclean Group, zu erwerben. Obwohl die vorhandenen Maschinen den Prozess, die Anzahl der Reinigungs- und Spülschritte sowie den Trocknungsprozess bewältigen konnten, wünschte sich Philips ein neues Reinigungssystem, das schneller, vielseitiger und ergebnisorientierter war.
Einige Komponenten wurden während der Zwischenreinigungsphase mit dem aktuellen System nicht optimal gereinigt, was jedoch die nachfolgenden Prozesse nicht beeinträchtigte.
Das vollständig geschlossene Ultraschallreinigungssystem verfügt inklusive Be- und Entladung über 12 Stationen und zwei Transfereinheiten. Diese können ebenso wie die Prozessparameter in den verschiedenen Tanks frei programmiert werden.
„Um den unterschiedlichen Reinheitsanforderungen der verschiedenen Komponenten und nachgelagerten Prozesse gerecht zu werden, verwenden wir im System rund 30 verschiedene Reinigungsprogramme, die vom integrierten Barcodesystem automatisch ausgewählt werden“, erklärt Hatje.
Die Transportgestelle des Systems sind mit verschiedenen Greifern ausgestattet, die Reinigungsbehälter aufnehmen und an der Verarbeitungsstation Funktionen wie Heben, Senken und Drehen übernehmen. Laut Plan liegt der realisierbare Durchsatz bei 12 bis 15 Körben pro Stunde im Dreischichtbetrieb an 6 Tagen pro Woche.
Nach dem Beladen werden die ersten vier Tanks für einen Reinigungsprozess mit Zwischenspülung ausgelegt. Für bessere und schnellere Ergebnisse ist der Reinigungstank am Boden und an den Seiten mit Ultraschallwellen unterschiedlicher Frequenz (25 kHz und 75 kHz) ausgestattet. Der Plattensensorflansch ist in einem Wassertank ohne Schmutzsammelkomponenten montiert. Zusätzlich verfügt der Waschtank über ein Bodenfiltersystem und beidseitige Überläufe zum Abführen von Schwebstoffen und schwimmenden Partikeln. Dadurch wird sichergestellt, dass sich am Boden abgesetzte Verunreinigungen von der Spüldüse abgetrennt und am tiefsten Punkt des Tanks abgesaugt werden. Flüssigkeiten aus dem Oberflächen- und Bodenfiltersystem werden in separaten Filterkreisläufen aufbereitet. Der Reinigungstank ist außerdem mit einer elektrolytischen Entfettungsanlage ausgestattet.
„Wir haben diese Funktion mit UCM für ältere Maschinen entwickelt, weil sie es uns auch ermöglicht, Teile mit trockener Polierpaste zu reinigen“, sagte Hatje.
Die neu hinzugefügte Reinigung ist jedoch merklich besser. In der fünften Behandlungsstation ist eine Sprühspülung mit deionisiertem Wasser integriert, um selbst feinsten Staub zu entfernen, der nach der Reinigung und der ersten Einweichspülung noch an der Oberfläche haftet.
Nach der Sprühspülung folgen drei Tauchspülstationen. Bei Teilen aus Eisenwerkstoffen wird dem deionisierten Wasser des letzten Spülgangs ein Korrosionsinhibitor zugesetzt. Alle vier Spülstationen verfügen über separate Hebevorrichtungen zum Entnehmen der Körbe nach einer definierten Verweilzeit und zum Bewegen der Teile während des Spülvorgangs. Die beiden nachfolgenden Teiltrocknungsstationen sind mit kombinierten Infrarot-Vakuumtrocknern ausgestattet. An der Entladestation verhindert das Gehäuse mit integrierter Laminarströmungsbox eine erneute Kontamination der Bauteile.
„Das neue Reinigungssystem bietet uns mehr Reinigungsoptionen und ermöglicht uns bessere Reinigungsergebnisse bei kürzeren Zykluszeiten. Deshalb planen wir, unsere älteren Maschinen von UCM modernisieren zu lassen“, so Hatje abschließend.