Als es an der Zeit war, die werkseitig gereinigte Spiralrillenlagerbaugruppe auszutauschen, 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 in Thüringen geborenen Glasbläser Carl Heinrich Florenz Müller mit der Entwicklung und Herstellung von Röntgenröhren. Bereits im März 1896 baute er in seiner Werkstatt die erste Röntgenröhre und ließ sich drei Jahre später das erste wassergekühlte Antikathodenmodell patentieren. Die rasante Entwicklung der Röhren und der Erfolg der Röntgenröhrentechnologie trieben die weltweite Nachfrage in die Höhe und verwandelten Handwerksbetriebe in spezialisierte Fabriken für die Herstellung von Röntgenröhren. Im Jahr 1927 übernahm Philips, der damalige Alleinaktionär, die Fabrik und prägt seitdem die Röntgentechnologie mit innovativen Lösungen und kontinuierlicher Verbesserung.
Produkte, die in den Gesundheitssystemen von Philips verwendet und unter der Marke Dunlee verkauft werden, haben erheblich zu Fortschritten in der diagnostischen Bildgebung, der Computertomographie (CT) und der interventionellen Radiologie beigetragen.
„Neben modernen Fertigungstechniken, hoher Präzision und kontinuierlicher Prozessoptimierung spielt die Sauberkeit der Komponenten eine wichtige Rolle für die Funktionssicherheit und Langlebigkeit unserer Produkte“, sagt André Hatje, Senior Engineer Process Development, Division X-ray Tubes. Bei der Reinigung verschiedener Röntgenröhrenkomponenten müssen Spezifikationen für die Restpartikelverunreinigung eingehalten werden – zwei oder weniger 5µm große Partikel und ein oder weniger 10µm große Partikel – was die im Prozess erforderliche Sauberkeit unterstreicht.
Beim Austausch der Reinigungsanlage für Spiralrillenlagerkomponenten von Philips steht für das Unternehmen die Einhaltung hoher Sauberkeitsanforderungen im Vordergrund. Das Molybdänlager ist das Herzstück der Hightech-Röntgenröhre. Nach dem Laseraufbringen der Rillenstruktur erfolgt ein Trockenschliff. Anschließend folgt eine Reinigung, bei der Schleifstaub und Schmauchspuren aus den durch den Laserprozess entstandenen Rillen entfernt werden müssen. Um die Prozessvalidierung zu vereinfachen, werden für die Reinigung kompakte Standardmaschinen eingesetzt. Vor diesem Hintergrund kontaktierte ein Verfahrensentwickler mehrere Hersteller von Reinigungsanlagen, darunter auch die Ecoclean GmbH in Filderstadt.
Nach Reinigungstests bei mehreren Herstellern stellten die Forscher fest, dass die erforderliche Sauberkeit der Schrägrillenlagerkomponenten nur mit EcoCleans EcoCwave erreicht werden konnte.
Diese Maschine für das Tauch- und Sprühverfahren arbeitet mit den gleichen sauren Reinigungsmedien, die zuvor bei Philips verwendet wurden, und hat eine Fläche von 6,9 Quadratmetern. Ausgestattet mit drei Überlauftanks, einem zum Waschen und zwei zum Spülen, verhindern das strömungsoptimierte zylindrische Design und die aufrechte Position Schmutzablagerungen. Jeder Tank verfügt über einen separaten Medienkreislauf mit Vollstromfiltration, sodass Reinigungs- und Spülflüssigkeiten beim Befüllen und Entleeren sowie im Bypass gefiltert werden. Deionisiertes Wasser für die Schlussspülung wird im integrierten Aquaclean-System aufbereitet.
Frequenzgeregelte Pumpen ermöglichen eine teilegerechte Durchflussregulierung beim Befüllen und Entleeren. Dadurch ist eine unterschiedliche Füllhöhe des Studios möglich, um einen dichteren Medienaustausch in den Schlüsselbereichen der Baugruppe zu erreichen. Anschließend werden die Teile mit Heißluft und Vakuum getrocknet.
„Wir waren mit dem Reinigungsergebnis sehr zufrieden. Alle Teile verließen die Fabrik so sauber, dass wir sie direkt zur weiteren Verarbeitung in den Reinraum bringen konnten“, sagte Hatje und wies darauf hin, dass die Teile anschließend geglüht und mit flüssigem Metall beschichtet wurden.
Philips verwendet eine 18 Jahre alte mehrstufige Ultraschallmaschine der UCM AG, um Teile von kleinen Schrauben und Anodenplatten bis hin zu Kathodenhülsen und Gehäusewannen mit 225 mm Durchmesser zu reinigen. Die Metalle, aus denen diese Teile bestehen, sind ebenso vielfältig – Nickel-Eisen-Werkstoffe, Edelstahl, Molybdän, Kupfer, Wolfram und Titan.
„Die Teilereinigung erfolgt nach verschiedenen Bearbeitungsschritten, wie Schleifen und Galvanisieren, sowie vor dem Glühen oder Löten. Daher ist diese Maschine in unserem Materialversorgungssystem die am häufigsten genutzte und liefert kontinuierlich zufriedenstellende Reinigungsergebnisse“, sagt Hatje Say.
Das Unternehmen stieß jedoch an seine Kapazitätsgrenze und entschied sich für den Kauf einer zweiten Maschine von UCM, einer auf Präzisions- und Feinstreinigung spezialisierten Abteilung der SBS Ecoclean Group. Obwohl die vorhandenen Maschinen den Prozess, die Anzahl der Reinigungs- und Spülschritte sowie den Trocknungsprozess bewältigen konnten, wollte Philips ein neues Reinigungssystem, das schneller und vielseitiger war und bessere Ergebnisse lieferte.
Mit ihrem bisherigen System wurden einige Bauteile in der Zwischenreinigungsphase nicht optimal gereinigt, was jedoch keine Auswirkungen auf nachfolgende Prozesse hatte.
Die rundum geschlossene Ultraschall-Reinigungsanlage verfügt inklusive Be- und Entladung über 12 Stationen und zwei Transfereinheiten. Diese sind ebenso wie die Prozessparameter in den verschiedenen Tanks frei programmierbar.
„Um den unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungen verschiedener Bauteile und nachgelagerter Prozesse gerecht zu werden, nutzen wir in der Anlage rund 30 verschiedene Reinigungsprogramme, die durch das integrierte Barcodesystem automatisch ausgewählt werden“, erklärt Hatje.
Die Transportgestelle der Anlage sind mit unterschiedlichen Greifern ausgestattet, die Reinigungsbehälter aufnehmen und an der Bearbeitungsstation Funktionen wie Heben, Senken und Drehen übernehmen. Ein realisierbarer Durchsatz liegt planmäßig bei 12 bis 15 Körben pro Stunde im Dreischichtbetrieb an 6 Tagen in der Woche.
Nach dem Beladen sind 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 Mehrfrequenz-Ultraschallwellen (25 kHz und 75 kHz) ausgestattet. Der Plattensensorflansch ist in einem Wassertank ohne Schmutzfänger montiert. Darüber hinaus verfügt der Waschtank über ein Bodenfiltersystem und beidseitige Überläufe zum Ablassen von Schweb- und Schwebeteilchen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich am Boden angesammelte, entfernte Verunreinigungen durch die Spüldüse getrennt und am tiefsten Punkt des Tanks abgesaugt werden. Flüssigkeiten aus den Oberflächen- und Bodenfiltersystemen werden über separate Filterkreisläufe aufbereitet. Der Reinigungstank ist außerdem mit einer elektrolytischen Entfettungsvorrichtung ausgestattet.
„Wir haben diese Funktion mit UCM für ältere Maschinen entwickelt, weil sie es uns ermöglicht, Teile auch mit trockener Polierpaste zu reinigen“, sagte Hatje.
Die neu hinzugefügte Reinigung ist jedoch deutlich besser. Um nach der Reinigung und der ersten Einweichspülung noch anhaftenden Feinstaub zu entfernen, ist in der fünften Behandlungsstation eine Sprühspülung mit deionisiertem Wasser integriert.
Auf die Sprühspülung folgen drei Tauchspülstationen. Bei Teilen aus Eisenwerkstoffen wird dem im letzten Spülgang verwendeten deionisierten Wasser ein Korrosionsinhibitor zugesetzt. Alle vier Spülstationen verfügen über individuelle Hebevorrichtungen zum Entnehmen der Körbe nach einer definierten Verweilzeit und zum Bewegen der Teile während des Spülens. Die nächsten beiden Teilentrocknungsstationen sind mit kombinierten Infrarot-Vakuumtrocknern ausgestattet. An der Entladestation verhindert das Gehäuse mit integrierter Laminar-Flow-Box eine erneute Kontamination der Bauteile.
„Das neue Reinigungssystem erweitert unsere Reinigungsmöglichkeiten und ermöglicht uns, bessere Reinigungsergebnisse bei kürzeren Zykluszeiten zu erzielen. Deshalb planen wir, unsere älteren Maschinen von UCM fachgerecht modernisieren zu lassen“, so Hatje abschließend.