Bauteile und Montage

Flüssigkeitsextraktion

Aufgrund der meist innenliegenden oder schwer zugänglichen Funktionsbereiche von Komponenten und Bauteilen müssen die relevanten Partikel mittels Flüssigkeit von den betreffenden Bereichen abgereinigt werden. Hierfür stehen uns die unterschiedlichsten Verfahren und Ausstattungen zur Verfügung.

• Extraktionsequipment für die Verfahren: Spritzen, Spülen, Schütteln, Ultraschall
• Variables Ultraschallequipment®
• Extraktionsanlagen für Komponenten bis zu 1 m Länge®
• Hochsaubere Extraktionsanlagen für reine Komponenten
• Wenn erforderlich Extraktion mittels Reinstmedien

Luftextraktion

Für eine Reihe an Komponenten wie z. B. Elektronik kann die Extraktion mittels Flüssigkeit eine zerstörende Prüfung bedeuten. Besonders bei hochpreisigen Bauteilen ist der Schaden entsprechend hoch. Hinzu kommt, dass einige der zu prüfenden Komponenten während der Herstellung oder in ihrer endgültigen Verwendung nie in Kontakt mit Flüssigkeit kommen und somit die Frage gestellt werden kann, ob eine Prüfung mit Flüssigkeit ein aussagekräftiges Ergebnis liefert.In Versuchen zur Prüfung von optischen, elektronischen und feinwerktechnischen Verbundsystemen, Verpackungsmaterialien sowie Autoscheinwerfern, bei denen die Ablösung der Verschmutzungspartikel nun mit Reinstdruckluft anstelle der sonst üblichen Prüfflüssigkeit erfolgte, konnte die Eignung dieser neuen sogenannten Luftextraktion sehr eindrucksvoll unter Beweis gestellt werden. Dieses Verfahren wird zukünftig auch im Rahmen des VDA-Bands 19 möglich sein.

Analyse

Dank der umfangreichen analytischen Möglichkeiten im Technischen Sauberkeitslabor können über die quantitative Bestimmung der Partikel hinaus, Informationen wie bspw. Elementare Zusammensetzung aber auch die Ausmaße von Partikeln in 3 Dimensionen bestimmt werden. Ausstattungen der Analysetechnik:

• Fünfstellige Analysewaage
• Scanner für Partikelanalyse
• Lichtoptische Mikroskope zur automatisierten Partikelanalyse ab 5 μm
• Fluoreszenzmikroskop
• Rasterelektronenmikroskope zur automatisierten Partikelanalyse anorganische / metallischer Partikel
• Materialanalyse organischer bspw. Kunststoff-Partikel mittels:
  • RAMAN Spektroskopie
  • FTIR (Fourier Transformations-Infrarotspektrometer)
• Mikro-CT zur 3D-Partikelanalyse
• Korrelative Analysen zwischen Lichtmikroskopie und REM-EDX Systemen

Ausgangssituation

• Unsaubere Produktions- und Montagebedingungen sind die Ursache für Verarbeitungsfehler, Funktionsfehler des Endprodukts sowie Ausschuss und Nacharbeit; nicht zuletzt unzufriedene Kunden.
• Trotz aufwändig gereinigter Bauteile gelingt es oft nicht, saubere Erzeugnisse zu fertigen.

Problematik

• Das Fehlerpotenzial durch Verunreinigungen im Fertigungsprozess kann subtile und vielfältige Ursachen haben.
• Mögliche Ursachen erstrecken sich von Ausführung und Betrieb der Fertigungseinrichtungen über das Personal bis hin zur Logistik oder gar Gebäudetechnik.
• Häufig fehlen Gefühl, Erfahrung oder Spezialwissen, um die störenden Verunreinigungen an den richtigen Stellen sowie kostengünstig in den Griff zu bekommen. Manchmal fehlen aber auch die nötige Distanz und unabhängige Sichtweise (Betriebsblindheit …).

Leistungen des Fraunhofer IPA

• Auffinden von Risiken und Potenzialen in der Prozesskette
• Unabhängiger Sparrings-Partner bei sensiblen sowie strategischen Fragestellungen und Investitionsentscheidungen
• Untersuchungen und Messungen zur Charakterisierung der Sauberkeit von Fertigungseinrichtungen und Fertigungsumfeld; z. B. Reinigungsvalidierung, Partikelfallen
• Schulung und Sensibilisierung von Führungskräften und Mitarbeitern
• Sauberkeitsgerechtes Design von Fertigungseinrichtungen und Arbeitsplätzen
• Planung von Produkt und Prozess angepassten Sauber- und Reinräumen

Oberflächenverunreinigungen

Verunreinigungen in filmischer Form können nachfolgende Produktionsschritte wie Füge- und Verbindungsprozesse aber auch Beschichtungsvorgänge erheblich beeinflussen. Entsprechend entstehen immer häufiger Fragestellungen welche filmischen Verunreinigungen in Art und Quantität auf Bauteilen vorhanden sind. Die Spanne reicht von Bearbeitungsrückständen aus spanenden Prozessen bis hin zu Konservierungsmittel wie Korrosionsschutz, Fette, Öle oder Wachse. Aber auch Tensid-Rückstände oder Salze aus Reinigungsprozessen gelangen mehr und mehr in den Fokus. Von der gravimetrischen Bestimmung bis zur Spurenanalytik sind wir bestens gerüstet, organische Rückstände auf Bauteiloberflächen zu detektieren.

Ausstattungen/Analysetechnik:

• Rotationsverdampfer für die Probenvorbereitung zur Restöl- oder Restfettbestimmung
  
• Überprüfung der Oberflächenbenetzung mittels Kontakwinkelmessung (Oberflächenspannung / Oberflächenenergie)
• Thermoextraktion + Analyse mittels GC/MS: Hierbei werden filmische Verunreinigungen von zu untersuchenden Produkten ausgeheizt und auf einen Träger überführt, der anschließend analysiert wird, um die Rückstände klassifizieren und quantifizieren zu können
• Bestimmung von Salzen

Restmagnetismus

Remanenter Magnetismus auch Restmagnetismus genannt, kann dazu führen, dass ferromagnetische Partikel auf Bauteiloberflächen anhaften können und dadurch die Funktion bzw. die Weiterverarbeitung gestört werden kann.

Partikuläre Verunreinigungen in Flüssigkeiten

Partikuläre Rückstande beispielsweise in einem hydraulischen System können in hoher Anzahl zu erhöhtem Verschleiß innerhalb des Systems führen.

Zur Bewertung des Partikelaufkommens in Flüssigkeiten gibt die DIN ISO 4405, 4406 und 4407 Methoden vor, mit deren Hilfe die Partikelanzahl bestimmt wird.

Dies kann erfolgen mittels:

• Gravimetrischer Analysen
  
• Automatisierten lichtmikroskopischen Analysen
• Direktanalysen mittels Flüssigkeitspartikelzählern