• Home
  • Technische Sauberkeit
  • Reinraum
  • Messtechnik
  • Bekleidung
  • Verbrauchsmaterial
  • Termine
  • VR
  • |Promotion|
  • 06. Juli 2012

    Technische Sauberkeit – auch bei Verbindungs-Elementen ein Thema

    Ein ganzheitliches Konzept gegen Partikel trägt zur Umsetzung der Technischen Sauberkeit auch bei Verbindungselementen bei. In einem Sonderbeitrag von ARNOLD UMFORMTECHNIK wird dargelegt, wie dies funktioniert.

    Spezielle Verpackungen für den Transport von lagerfixiertem Stückgut (Foto: ARNOLD UMFORMTECHNIK)

    Immer kleinere Bauteile mit immer höherer Leistung – der technische Fortschritt macht’s möglich. Verbunden damit sind wachsende Anforderungen an die Bauteil- und Montagesauberkeit. Und das auch, wenn es um Verbindungselemente geht. Das Sauberkeitskonzept Cleancon minimiert durch die ganzheitliche Betrachtung von der Produktion bis zur Montage mit entsprechender Verarbeitungstechnik das Risiko von Systemausfällen durch Partikel.

    Mehr Leistung auf kleinerem Raum – eine Herausforderung, aus der nicht nur in der Automobil- und Elektronikindustrie zunehmend kompaktere Aggregate und Baugruppen resultieren. Weniger erfreulich dabei ist, dass die kleinen Systeme deutlich anfälliger gegen Schmutz sind, insbesondere gegen Partikel. Bereits 500, 200 oder gar nur 100 µm große Störteilchen können Fehlfunktionen oder komplette Systemausfälle verursachen, beispielsweise wenn sie einen Leiterbahnabstand überbrücken. Damit Anzahl und Größe der auf Bauteilen vorhandenen Partikel kein produktschädigendes Ausmaß annimmt, definieren Hersteller und Zulieferer aus der Automobilindustrie immer präzisere Sauberkeitsanforderungen für funktionsrelevante Bauteile.

    Solche Vorgaben sind jedoch nur dann sinnvoll, wenn deren Einhaltung vergleichbar kontrolliert werden kann. Daher entstand mit der VDA 19 beziehungsweise ISO 16232 ein Regelwerk, das Verfahren und Vorgehensweisen für die Sauberkeitskontrolle beschreibt. Damit aber nicht genug. Denn erwiesenermaßen gelangen Partikel nicht nur während der Fertigung auf Bauteile, sondern auch beim Transport und der Montage. Und nicht selten sind es Störteilchen auf beziehungsweise durch Verbindungselemente wie etwa Schrauben und Muttern, die für eine Fehlfunktion verantwortlich sind.

    Saubere Lösung für Verbindungselemente in der Technischen Sauberkeit

    Um Letzteres auszuschließen, hat Arnold Umformtechnik mit Cleancon ein ganzheitliches Sauberkeitskonzept entwickelt. Es beinhaltet neben der sauberkeitsgerechten Fertigung, Kontrolle und Verpackung der Verbindungselemente auch deren Montage sowie die Umgebung, in der diese durchgeführt wird. Dabei arbeitet der Hersteller von Verbindungselementen und Kaltfließpressteilen mit Partnern aus den Bereichen Verarbeitungstechnik und Sauberkeitsanalyse zusammen. Ausgangspunkt zur Erzielung der erforderlichen technischen Sauberkeit ist ein Anforderungsprofil. Darin werden gemeinsam mit dem Kunden neben bauteilspezifischen Eigenschaften wie Korrosionsschutz, Reibwert und Furchmoment, die Sauberkeitsanforderungen – beispielsweise keine (metallischen) Partikel ≥ 400 µm – Spezifikationen zur Kontrolle der Sauberkeit, Verpackungsvorschriften sowie Informationen über die Applikation und das Umfeld definiert. Langfristige, prozessbegleitende Analysen ermöglichen Arnold-Umformtechnik dabei auch Aussagen über die maximal erreichbare Reduzierung von Partikeln hinsichtlich deren Größe und Verteilung. Dies gewährleistet einen wirtschaftlichen Prozess.

    Sauberkeitsgerechte Konstruktion und Fertigung

    Diese Informationen fließen bereits in den Konstruktionsprozess der Verbindungselemente und Kaltfließpressteile ein. Denn bei der Konstruktion werden die Geometrie und die einzelnen Schritte des Herstellungsprozesses festgelegt. Dies beeinflusst einerseits die Reinigbarkeit der Teile und die mit einem wirtschaftlichen Aufwand erzielbare Sauberkeit. Andererseits kann es durch eine ungünstige Geometrie, beispielsweise scharfe Kanten, beim Transport und der späteren Verarbeitung zu Abrieb und funktionsgefährlichen Partikeln kommen. Die Fertigung ist ebenfalls darauf ausgelegt, die Entstehung mikroskopisch kleiner Störteilchen zu minimieren. Dazu zählen unter anderem Maßnahmen wie die Reduzierung von Fallhöhen beim Transport der Teile während der Produktion sowie Reinigungsprozesse zwischen den einzelnen Fertigungsschritten.

    Um hohe Sauberkeitsanforderungen zu erfüllen, durchlaufen die Teile am Ende der Fertigung eine Feinstreinigung. Diese erfolgt in einem eigens dafür konzipierten Sauberraum mit modernster Reinigungstechnik. In dieser reinraumähnlichen Umgebung wird falls erforderlich auch eine Gleitbeschichtung zur Einstellung des Reibwertkoeffizienten aufgebracht. Zum Einsatz kommen dafür ausschließlich filtrierbare Medien. Dadurch wird sichergestellt, dass durch die Beschichtung keine Partikel auf die gereinigten Teile gelangen.

    Sauberkeitskonzept

    Mit CleanCon sind drastische Reduzierungen von Partikeln möglich (Foto: ARNOLD UMFORMTECHNIK)

    Technische Sauberkeit – Sauberkeitskontrolle nach VDA 19

    Darüber hinaus verfügt Arnold Umformtechnik über das so genannte Cleancon-Labor. Hier werden serienbegleitend Sauberkeitskontrollen nach VDA 19 durchgeführt. Dies ermöglicht, das im Feinstreinigungsprozess erzielte Ergebnis schnell und unabhängig zu überprüfen und zu dokumentieren. Durch angepasste Extraktionsverfahren lassen sich die Teile insbesondere hinsichtlich der Partikelgrößenverteilung und gravimetrisch untersuchen. Letzteres gibt Auskunft über die Gesamtmasse der vom Bauteil abgelösten Partikel.

    Cleanpac – optimal abgestimmte Verpackung

    Verpackt werden die Verbindungselemente ebenfalls im Sauberraum. Dafür kommt eine speziell konzipierte Transportverpackung, Cleanpac genannt, zum Einsatz, die zu allen üblichen Kleinladungsträgern kompatibel ist. Sie ist nach dem Zwiebelschalenprinzip aufgebaut und besteht aus einer lagefixierenden und antistatischen Innenverpackung sowie einer Außenverpackung. Die Lagefixierung verhindert bei Schüttgut Relativbewegungen der Teile und damit die Entstehung von Abrieb und Partikeln. Damit ist gewährleistet, dass die Verbindungselemente in der definierten Sauberkeit an den Montagearbeitsplätzen beim Kunden eintreffen. Im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsprozessen wurde durch das Cleancon-Konzept die Anzahl metallischer Partikel auf den Bauteilen signifikant reduziert.

    Montage-Rückverschmutzungen in der Technischen Sauberkeit vermeiden

    Sobald die Teile zur Montage ausgepackt werden, besteht die Gefahr einer Rückverschmutzung – zum einen durch die Umgebung, zum anderen durch den eigentlichen Montageprozess. Um Kunden auch in diesen Bereichen zu unterstützen, arbeitet Arnold Umformtechnik mit Partnerunternehmen zusammen. Grundlage dabei sind die im 2010 erschienen Leitfaden „Technische Sauberkeit in der Montage – Umgebung, Logistik, Personal und Montage“, auch als VDA 19, Teil 2 bekannt, Empfehlungen für eine sauberkeitsgerechte Montage.

    Im Bereich Verarbeitungstechnik geht es vor allem um Schraubsysteme. Denn sowohl bei Handschraubern als auch stationären Schraubsystemen lässt sich durch geeignete Technik die in Fügeprozessen auftretenden Partikelanzahl und -größen deutlich reduzieren. Dazu tragen unter anderem der Stufenförderer und die so genannte Schmutzbremse bei, die beispielsweise von der Weber Schraubautomaten GmbH in Wolfratshausen entwickelt wurden. Umfangreiche Untersuchungen in Hause Arnold Umformtechnik belegen die Wirksamkeit dieser Technologie. Dabei wurden die im Montageprozess entstehende Partikelanzahl und -größe von herkömmlich gefertigten und aus einem Zuführtopf ohne Schmutzbremse geförderten Teilen mit dem Partikelaufkommen von Cleancon-Teilen verglichen, die mittels Stufenförderer mit Schmutzbremse am Mundstück zugeführt werden. Im Bereich der Partikelgrößenklasse 100 bis 150 µm nahm die Partikelanzahl von 1.526 auf 226 ab, die Zahl der zwischen 150 und 200 µm großen Partikel verringerte sich um 338.

    Neben der Vielzahl von Montageprozessen, durch die Partikel auf die Bauteile gelangen können, spielt auch die Umgebung als Verschmutzungsquelle eine Rolle. Wesentliche Fragen dabei sind: Wo wird montiert? Ist der Montageplatz so gestaltet, dass sich keine Partikel ansammeln können? Informationen über die Partikelbelastung der Montageumgebung ermöglicht ein Partikelmonitoring beispielsweise mit Partikelfallen. Als geeignete Maßnahmen zur Partikelvermeidung haben sich zum Beispiel ein ausreichender Abstand zur konventionellen Fertigung, keine partikelerzeugenden Prozesse in der Montagezone oder direkt angrenzend, kein Staplerverkehr und keine Transportverpackungen direkt an den Montagearbeitsplätzen bewährt. Darüber hinaus ist es unverzichtbar, das Personal für das Thema Montagesauberkeit zu sensibilisieren und zu schulen.

    Fachbeitrag von Arnold Umformtechnik GmbH & Co. KG
    Michael Pult, Leiter Marketing & Communications
    Carl-Arnold-Strasse 25
    74760 Forchtenberg-Ernsbach, Deutschland
    Telefon +49 7947 821-170,
    michael.pult@arnold-umformtechnik.de
    www.arnold-umformtechnik.de

    Weitere Interviews:

    Reimraumtechnik – Interview mit Dr. Lothar Gail
    Hans Illig – Pionier in der Technischen Sauberkeit
    Verpackungen in der technischen Sauberkeit – Interview mit Dipl.-Ing. Kerstin Lau, Antalis Verpackungen
    Reinraumschleuse ROMTEC CRA setzt Maßstäbe – Interview mit Dipl.-Ing. (BA) Jochen Laauser
    Universitätslehrgang Reinraumtechnik TU Graz – Interview mit Prof. Dr. Johannes Khinast
    Binnig and Rohrer Nanotechnology Center bei IBM Research Zürich – Interview mit Dr. Roland Germann
    Reinraum – Karriere in der Mikrotechnologie – Interview mit Katharina Kunze, ZEMI Berlin

    Verweise:

    Zunehmende Automatisierung im Reinraum
    Technische Sauberkeit im Bereich der Kunststoffverarbeitung in der Automobilindustrie
    Technische Sauberkeit in der Montage
    Sauberfertigung – Personal im Fokus
    Sauberraum – Auswahl der Sauberkeitsstufe
    Partikel – Beherrschung und Minimierung
    Abriebfestigkeit von Reinraumbekleidung
    Elektrostatisches Verhalten von Reinraumbekleidung
    VDA 19 Teil 2 – Technische Sauberkeit in der Montage


    Verfasst von Ursula Pidun

    Zu diesem Artikel gibt es Noch keine Kommentare. Kommentar verfassen »

    Veröffentlicht in Technische Sauberkeit, Sonderbeiträge

    Schlagwörter, , , , , , , ,


    « »

    Both comments and pings are currently closed.

    Comments are closed.


    Online Magazin Konzept und Realisierung kreateam & wolf informationsdesign