W nowoczesnych systemach wykorzystywanych w przemyśle samochodowym i wyposażeniu elektronicznym drobiny o średnicy 500,200 lub nawet tylko 100 mikronów mogą wywoływać usterki lub nawet spowodować całkowitą awarię systemu. Często źródłem tych sprawiających problemy drobin, które osiadają na komponentach, są elementy złączne. Opracowana przez Arnold Umformtechnik koncepcja czystości technicznej Cleancon, dzięki zintegrowanemu podejściu od etapu produkcji łączników do montażu, przedstawia proces eliminujący ryzyko awarii systemu spowodowane przez drobiny.

Wdrażanie procesów Cleancon umożliwia elementom złącznym spełnienie surowych wymagań czystości, co przyczynia się do poprawy niezawodności montażu.

Wzrastająca zwartość podzespołów i elementów montażowych sprawia, że stają się one bardziej podatne na problemy wynikające z zanieczyszczeń drobinami. Nawet mikroskopijne cząstki metalowe mogą spowodować olbrzymie zniszczenia, na przykład jeśli doprowadzą do zwarć pomiędzy ścieżkami na płytkach drukowanych. Te sprawiające problemy cząstki nie trafiają na komponenty tylko w czasie produkcji, ale także podczas transportu i montażu oraz pochodzą od elementów złącznych, takich jak śruby i nakrętki.

Czystość techniczna zgodna z wymogami

Aby wyeliminować elementy złączne jako źródło zanieczyszczeń i osiągnąć niezbędny poziom czystości technicznej w sposób ekonomiczny, Arnold Umformtechnik opracował zintegrowaną koncepcję Cleancon (rys 1). Wraz z „czystą” produkcją, kontrolą jakości oraz pakowaniem nakrętek i śrub, obejmuje ona także montaż łączników i samo środowisko montażu. Zgodnie z tą koncepcją producenci elementów złącznych i części formowanych na zimno współpracują z partnerami w zakresie technologii procesowej i analizy czystości technicznej.

Pierwszym krokiem jest stworzenie razem z klientem profilu wymagań, który określa pożądany poziom czystości technicznej, specyfikacje kontroli czystości i pakowania oraz dane o środowisku aplikacji i procesu przemysłowego.

Optymalizacja procesu od projektu do pakowania

Późniejsza łatwość czyszczenia i ekonomicznie osiągalna czystość techniczna elementów złącznych i części formowanych na zimno muszą być wzięte pod uwagę już na etapie projektowania. Pozwoli to wyeliminować niepożądane cechy geometryczne części, takie jak ostre krawędzie, które mogą być źródłem zanieczyszczeń cząstkami z powodu tarcia w trakcie transportu i dalszej obróbki. Również procesy produkcyjne zostały tak zaprojektowane, aby minimalizować ryzyko zanieczyszczenia mikroskopijnymi cząsteczkami, m.in wprowadzono etap czyszczenia pomiędzy poszczególnymi stadiami produkcyjnymi.

Arnold-Cleanpac: Elementy złączne transportowane luzem są utrzymywane na miejscu dzięki specjalnie zaprojektowanemu opakowaniu zachowującemu czystość techniczną – zapobiega ono powstawaniu drobin związanemu z ruchem elementów względem siebie.

Aby spełnić surowe wymagania czystości , części przechodzą na końcu procesu produkcyjnego etap mikrooczyszczania w tzw. cleanroom'ach. W koniecznych przypadkach aplikuje się także powłoki zmniejszające tarcie. Równolegle z produkcją seryjną w laboratorium Cleancon przeprowadza się testy czystości zgodne z wytycznymi VDA w zakresie rozkładu wielkości cząstek i grawimetrii.

W cleanroom'ie przeprowadza się również proces pakowania części . W tym celu Arnold Umformtechnik opracował system pakowania Cleanpac (rys 2).

Wielowarstwowe opakowanie transportowe składa się z wewnętrznej antystatycznej warstwy przytrzymującej i zewnętrznej powłoki. Warstwa przytrzymująca zapobiega przemieszaniu się części względem siebie w trakcie transportu masowego, ogranicza tarcie i powstawanie cząstek. Koncepcja Cleancon znacząco ogranicza liczbę cząstek metalowych na komponentach w porównaniu do innych konwencjonalnych procesów produkcyjnych tego typu.

Unikanie powtórnego zanieczyszczenia w procesie montażu

Natychmiast po rozpakowaniu części przeznaczonych do montażu powstaje ryzyko ponownego zanieczyszczenia drobinami pochodzącymi albo ze środowiska montażu albo generowanymi przez sam proces. Firma Arnold Umformtechnik pracuje wraz z partnerami nad rozwiązaniem tego problemu. Opiera się ono na zalecaniach dla montażu zgodnego z wymogami czystości technicznej opisanych w wytycznych VDA 19 part 2 ” Technical Cleanliness in Assembly – Environment, Logistics, Personnel and Assembly Equipment”, opublikowanych w 2010. Głównym rozważanym tam zagadnieniem w obszarze technologii procesowych są gwintowane systemy złączne, ponieważ w ich przypadku można znacząco zredukować liczbę drobin i ich wielkość wykorzystując odpowiednie technologie w procesie łączenia przy użyciu zarówno narzędzi ręcznych jak i stacjonarnych systemów mocujących. Oprócz tego istotną rolę odgrywają przenośniki krokowe oraz tzw. „dirt brakes” opracowane m.in. przez Weber Schraubautomaten GmbH in Wolfratshausen .

Należy również wspomnieć, iż poza licznymi procesami montażowymi, w wyniku których cząstki metali mogą osiadać na wrażliwych komponentach, samo środowisko montażowe jest potencjalnym źródłem zanieczyszczeń. Dane dotyczące obciążenia cząsteczkami środowiska montażowego można uzyskać poprzez monitoring cząstek – stosując na przykład pułapki drobin.