Tisztasági labor - Műszaki tisztaság meghatározásához
TecSa labor a gyakorlaban

A műszakilag tiszta alkatrészek kiemelkedően fontos az autóiparban és elektronikai gyártásban

A műszaki termékek egyre modernebbek, nagyobb teljesítményűek és gazdaságosabbak - de emiatt gyakran sokkal összetettebbek és érzékenyebbek is. Az alkatrészeken visszamaradó szennyeződések ronthatják az egyébként magas minőséget, és akár drasztikus következményekkel járó károkat is okozhatnak.

Ezért követik a gyártók az úgynevezett műszaki tisztasági szabványokat. Miről is van szó pontosan? Miért fontos, és milyen intézkedésekkel biztosítható?

Mit jelent a műszaki tisztaság?

A műszaki tisztaság az ipari gyártás és összeszerelés szabványa: Egy alkatrész akkor „műszakilag tiszta”, ha nem tartalmaz olyan szennyeződéseket, amelyek a további feldolgozást vagy működést károsíthatják. Az előírt tisztasági fok tehát magától az alkatrésztől, a későbbi rendeltetésszerű felhasználástól és a további technológiai lépésektől függ. A nemkívánatos részecskék lehetnek például fémszemcsék, szálak, oxidok, rozsda vagy vízkő.

A filmszerű szennyeződések - például olajok, zsírok és vegyi anyagok - szintén szerepet játszanak, erről azonban a műszaki 
tisztaság, hanem a felületi tisztaság címszó alatt írunk.

A műszaki tisztasági szabványokat először a német autóiparban dolgozták ki, majd később más iparágak, például az elektronikai és az orvosi ipar is átvette és adaptálta őket.

Hogyan lehet az alkatrészeket műszaki tisztaság szempontjából vizsgálni?

Ahhoz, hogy az intézkedéseket meg lehessen tervezni és azok hatékonyságát értékelni lehessen, az alkatrészeket meg kell vizsgálni a szennyeződések szempontjából; a szennyeződések gyakran olyan helyeken maradnak az alkatrészek belsejében, amelyekhez nehéz hozzáférni. Ezért szúrópróbaszerű ellenőrzéseket végeznek a laboratóriumban: Az alkatrészt vagy a kiszedett szennyeződésmaradványokat mikroszkóppal vagy szkennerrel rögzítik, majd képfeldolgozással elemzik és osztályozzák. A szúrópróbaszerű mintavételeknek azonban csak akkor van értelme, ha a vállalatok stabil, megbízható folyamatokat és ezáltal egyenletes minőséget tudnak fenntartani.

A műszaki tisztaság ellenőrzésének folyamata

Extrakciós rendszerek a műszaki tisztasági vizsgálathoz

A műszaki tisztasági elemzés elvégzése előtt a munkadarabot meg kell tisztítani és ki kell vonni, hogy a munkadarab felületén maradt szennyeződésrészecskéket megkapjuk.

A vizsgálatot olyan szennyeződéstől mentes helyiségben (tisztateremben) kell elvégezni, amely megfelel egy adott tisztasági osztály követelményeinek. Az adott alkatrész tisztasági szintjét meghatározó tényezők a következők:

• Az oldható szennyeződések össztömege,
• Az oldhatatlan szennyezőanyagok össztömege - gravimetria,
• az oldhatatlan részecskék száma és mérete - granulometria,
• a szennyeződések típusa.

Hogyan történik a műszaki tisztasági vizsgálat?

A műszaki tisztasági vizsgálat több szakaszból áll. Fő célja az adott alkatrészen található szennyeződések kiszűrése, amelyek befolyásolhatják a végtermék tartósságát, használhatóságát, biztonságát vagy hatékonyságát.

A műszaki tisztasági vizsgálat hatékony elvégzéséhez ki kell választani a megfelelő extrakciós folyadékot (attól függően, hogy a vizsgált alkatrész milyen anyagból készült) és a szennyeződések kivonásának módszerét.

A megfelelő módszer kiválasztása a vizsgált alkatrész típusától függ. A szennyezőanyag-elvonásnak számos módszere létezik, például:

• Ultrahangos merítés,
• Rázás,
• Nyomásos öblítés.
• Permetezés.

Az elválasztott részecskék egy membránszűrőn gyűlnek össze, amelyet ezután megszárítanak, és műszeres elemzéssel, például mérlegeléssel és mikroszkópos elemzéssel gondosan megvizsgálnak a szennyeződések azonosítása és értékelése érdekében.

A Gläser a VDA 19.1 és az ISO 16232 szerinti műszaki tisztasági vizsgálatokhoz a legújabb elszívórendszereket építi és gyártja. Az, hogy melyik elszívórendszer a megfelelő az a vizsgálandó alkatrészek geometriájától függ. Termékválasztékuk a legkisebb és közepes méretű alkatrészekhez való ACM sorozatból egészen a 100 kg súlyú alkatrészekhez való RiuS sorozatig terjed. Minden géptípus legalább az öblítés és a permetezés eljárási lehetőségeit tartalmazza. Tökéletesen alkalmasak a VDA 19.1 vagy a belső specifikációk szerinti tisztasági vizsgálatok elvégzésére.

A szárításhoz a legtöbb esetben szárítószekrényt például a Memmert UN vagy a Memmert UF szárítósütőit, melyek egyenletes hőmérséklet-eloszlást és szabályozható fűtési teljesítményt biztosítanak. A szárítószekrények alternatívája a Glaeser EasyDry II gyorsszárítója, mely már 7 perc alatt elvégzi a membrán szabványoknak megfelelő szárítását.

A gravimetriai elemzésekhez analitikai mérlegeket használnak, például a KERN ABT 220-5DNM analitikai mérlegét, mely 0,01 mg-os felbontással rendelkezik.

A szennyeződések vizsgálatához, elemzéséhez és osztályozásához, valamint a dokumentációk elkészítéséhez automatizált tisztaságvizsgálati mikroszkópokat használnak, például az Olympus  CIX 100-as rendszerét.

Ki határozza meg a műszaki tisztasági irányelveket?

A 2000-es évek elején a német ipari szövetség, a TecSa (a német „Technische Sauberkeit” kifejezésből ered) megalakította és kidolgozta a „VDA Volume 19 Testing of Technical Cleanliness - Particle Contamination of Functionally Relevant Automotive Parts” (VDA 19.: A műszaki tisztaság vizsgálata - Funkcionálisan releváns autóipari alkatrészek részecskeszennyeződése) című átfogó szabályrendszert. Ez leírja „a részecskék alkatrészfelületről történő kivonásának eljárásait, a mérés analitikai eljárásait és a vizsgálati eredmények dokumentálását”. A VDA 19.1 felülvizsgált változata 2015 óta érvényes.

Ezen kívül 2010-ben jelent meg a VDA 19.2 irányelv, „Műszaki tisztaság az összeszerelésben - környezet, logisztika, személyzet és összeszerelő berendezések” címmel. Célja, hogy segítse a folyamatok tervezését és optimalizálását oly módon, hogy a folyamatláncban megelőzhető legyen a szennyeződés.

2007-ben megjelent az ISO 16232 nemzetközi szabvány, amely teljes mértékben kompatibilis a német VDA 19 szabvánnyal.

Miért fontos a műszaki tisztaság?

Az alkatrészeken és szerelvényeken lévő szennyeződésrészecskék vagy filmrétegek az egyszerű kényelmetlenségtől a halálos következményekkel is járó károkat okozhatnak. Ezek károsíthatják a funkciót vagy az élettartamot

• magukat az alkatrészeket, amikor azok később működésbe lépnek.
• a rendszer más részeit, amelyekben később használják őket (például egy motorban).
• a berendezéseket a további gyártási és összeszerelési folyamatban.

A mechanikai rendszerekben ez csapágyak és csúszófelületek elakadását, szűrők és fúvókák eltömődését vagy szelepek elzáródását okozhatja. Az elektronikus alkatrészekben a szennyeződés rövidzárlatokat, feszültségkisüléseket és szivárgási áramokat okozhat, vagy elszigetelheti az érintkezőket.

A szennyeződésrészecskék gyakran ártalmatlanok magukra az alkatrészekre nézve, de máshol kárt okozhatnak; például a folyadékkörökben (üzemanyag és hűtőfolyadékok esetében), ha a szűrőkbe és szelepekbe mosódnak.

Minél összetettebbek és érzékenyebbek az alkatrészek, annál fontosabbá válik a műszaki tisztaság. A modern, üzemanyag-takarékos motorok például sokkal érzékenyebbek, mint a régebbi modellek. A járműasszisztens rendszerekben akár egyetlen szennyeződésrészecske is hibához vezethet egy kameraérzékelőn, és halálos balesetet okozhat.

Hogyan állapítható meg a műszaki tisztaság?

Az alkatrészeken lévő szennyeződések alapvetően három különböző forrásból származhatnak:

• A saját gyártási és összeszerelési folyamat során keletkeznek, és átkerülnek a következő folyamatba: például fűrészelés és marás (a fémforgácsoló gyártásnál), vagy kopás, fröccsenés stb. révén.
• A beszállítóktól vásárolt alkatrészek révén kerülnek a vállalat saját folyamatába.
• Kívülről kerülnek a vállalat saját folyamatába, például a levegőn keresztül vagy a dolgozók ruházatán keresztül.

A fejlesztés során mindenekelőtt a megfelelő határértékeket kell meghatározni: Milyen tisztasági fok szükséges? Ettől függően lehet megfelelő intézkedéseket hozni.

A VDA 19.2 irányelv ajánlásokat tartalmaz arra vonatkozóan, hogy hogyan lehet megelőzni a szennyeződéseket az összeszerelési folyamatokban. (Forrás: Wikipedia, lpa-gdk, CC BY-SA 3.0)

Az elszennyeződés megelőzése a saját folyamatában: Általában az alkatrészek tisztítása a megfelelő feldolgozási lépések után történik: Kimossák őket, ha folyadékkal érintkezhetnek; ellenkező esetben, például elektronikus alkatrészek esetében, a szennyeződés részecskék felszívódhatnak.

Megakadályozza a vásárolt alkatrészek bejutását: Ha az alkatrészeket beszállítják, akkor vagy a beszállítónak kell garantálnia a műszaki tisztaságot, vagy az alkatrészeket a további feldolgozás előtt meg kell tisztítani.

A kívülről történő behatolás megakadályozása: Az alkatrészek összeszerelését tiszta helyiségekben lehet elvégezni; a levegőszűrés, a zsilipek, a speciális szállítórendszerek, a dolgozók védőruhája és egyéb intézkedések megakadályozzák, hogy az alkatrészek kívülről bejutva szennyeződjenek.

A műszaki tisztaság biztosításához a teljes folyamatot figyelembe kell venni, beleértve a szállítást és a csomagolást is. A képzett, lelkiismeretes alkalmazottaknak is nagy szerepük van. Ha a gyártást vagy összeszerelést a semmiből tervezik, a műszaki tisztaságot már a kezdetektől fogva figyelembe kell venni minden tervezési lépésnél.