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Sauber? – Rein? – Rückstandsfrei?

Quantifizieren von chemischen Rückständen
Sauber? – Rein? – Rückstandsfrei?

Mit dieser zukunftsweisenden Neuentwicklung, einem Gerät zur Online-Erfassung von Stoffkonzentrationen, gelingt es jetzt, Verunreinigungen und Restkontaminationen auf funktionellen Oberflächen gereinigter Bauteile zu quantifizieren.

Die Forderung der Hightech-Automotive-Systemlieferanten, mit weltweit positionierten Fertigungsstandorten, nach einheitlichen und zentral überwachten Qualitätsvorgaben im Sinne der Automobilhersteller zu fertigen, konnte bis dato nur unzureichend erfüllt werden. Die Gründe bestehen u. a. darin, dass die geforderte DIN-konforme Richtlinie für die Erfassung und Bewertung von Partikel-Restverschmutzungen derzeit erst durch einen Arbeitskreis unter Federführung des IPA Stuttgart erarbeitet wird. Sie behandelt jedoch nicht die Beurteilung schichtbildender, chemischer Kontaminationen. Reinheitsanalysen werden z Zt. nur mit hohem personellen Aufwand im Labor unter Einsatz teurer Analyseapparaturen realisiert. Die bisher angewendeten Prüfverfahren sind teilweise subjektiv und das erstellte Prüfergebnis ist nur mit zeitlichem Versatz verfügbar.

Oberflächenzustand erfassen
Bei der Optimierung von Analyseverfahren in der Metallreinigungstechnologie ist es der Dansotec GmbH aus Monschau mit einer neuartigen Entwicklung, dem KONTAVISOR, gelungen, den Oberflächenzustand gereinigter Bauteile vollautomatisch „In Situ“ zu erfassen und zu dokumentieren. Das bedeutet für den Anwender einen sofortigen Zugriff auf objektive Prüfergebnisse, auch bei komplizierten Bauteilgeometrien. Der KONTAVISOR ist kein „automatisches Labor“, welches einzelne chemische Elemente einer vorhandenen Substanz selektieren und genau definieren kann, sondern eine produktionsorientierte Überwachungseinheit, die einen permanenten Soll- Istwert-Vergleich von Qualitätsvorgaben durchführt, anzeigt und dokumentiert. Ziel ist es, das Zusammenwirken der Automobilindustrie und dem weltweit global positionierten Netzwerk der Zulieferindustrie zu harmonisieren, dem Qualitätsanspruch der Kunden gerecht zu werden, die Wirtschaftlichkeit der Produktion zu steigern, die Qualitätsschwankungen einzugrenzen und die Qualitätseinbrüche und Reklamation zu verhindern.
Kontinuierliche Prozessüberwachung
Durch das Verfahren ist es der Automobilindustrie möglich, ihren Zulieferern eindeutige Qualitätsmerkmale und Prüfkriterien vorzugeben. Diese können so ihre zukünftig externen oder ausländischen Werke durch den Einsatz des Kontavisors von den Stammhäusern aus besser überwachen und steuern .
Ein einfaches und variables Handling gewährleistet dem Anwender eine kontinuierliche Prozessüberwachung, mit einer verständlichen Protokollierung. Die vom Kunden geforderte Sauberkeit der gereinigten Bauteile wird eindeutig definiert und weltweit vergleichend geprüft und dokumentiert. Fertigungszeugnisse und Prüfzertifikate dokumentieren den erreichten Reinigungsgrad.
Grundlage des Messverfahrens ist die zeitaufgelöste, laserinduzierte Fluoreszenzspektroskopie. Bei diesem Verfahren wird nicht die Gesamtfluoreszenz eines angeregten Mediums ausgewertet, sondern die spezifische Abklingfunktion der erfassten Substanzen. Hieraus resultiert die vom Anwender geforderte hohe und differenzierte Nachweisgenauigkeit des Mess-Systems und seiner Ergebnisse.
Erstmalig stellt Dansotec in der Zeit vom 28.-30. Oktober 2003 auf der Fachmesse für Teilereinigung und Teiletrocknung,“parts2clean“ in Friedrichshafen, den sich schon erfolgreich im Einsatz befindenden KONTAVISOR vor.
Vorteile:
  • Niedrige Investitionskosten
  • vollautomatische Onlineanalyse realisierbar
  • 100 % Kontrolle möglich
  • kein manueller Einfluss
  • automatische Protokollierung mit Ergebnisvisualisierung und Frühwarnsystem
  • sehr hohe Auflösung
  • Remote Monotoring
  • hohe Reproduzierbarkeit
  • robustes praxistaugliches Equipment
  • zerstörungsfreies Messverfahren
  • objektives Messergebnis
  • kein Chemikalieneinsatz erforderlich
  • einfache, funktionssichere Handhabung
  • mit stoffspezifischer Gerätekonfiguration können definierte Stoffe gezielt detektiert werden
  • durch variable Gerätekonfiguration flexibler Einsatz möglich
Durch den Einsatz des Kontavisors ist der Entwickler wässriger Reinigungsmittel nun in der Lage, eine vergleichende Bewertung der Reinigungsleistung verschiedener Formulierungen zu definieren, die Wirksamkeit unterschiedlicher Buildergerüste bzw. Tensid-Kombinationen zu qualifizieren und die negativen Auswirkungen durch notwendige Inhibitoren oder polarer Substanzen (Inhibitoren und Demulgatoren ziehen auf gereinigte Oberflächen auf) zu ermitteln. Auch die qualitative Bewertung der Ausbildung notwendiger Schutzfilme z. B. Korrosionsschutzbeölung oder Aminfilme wird durch den Kontavisor realisiert.
Variabel im Einsatz
Die Prüfung der gereinigten Werkstücke direkt vor oder nach einzelnen Fertigungs- oder Behandlungsschritten vermeidet Folgefehler und ermöglicht eine Ergebniskorrektur durch gezielte Nachbehandlung. Der praktische Einsatz ist in zwei Varianten möglich.
  • Manuelle Handhabung des Sensors Das System kann sowohl durch manuelle Handhabung bei der selektiven Einzelteilmessung im Prüflabor als auch bedarfsorientiert zur punktuellen Prüfung von Chargen z. B. in der Härterei eingesetzt werden.
  • Vollautomatisierbares Prüfverfahren durch automatische Sensorführung am Roboterarm Die Prüfeinrichtung wird hierbei in den Materialfluss integriert. Der Roboter entnimmt jedes Einzelteil aus der Fertigungslinie und führt das Prüfobjekt zum fest positionierten Sensor. Bei der „In Situ„- Messung wird der Sensor im Takt zum Werkstück geführt.
Merkmale:
  • Berührungslose und zerstörungsfreie „In Situ-Prüfung„
  • Vollautomatisierter Einsatz in Produktionslinien durch Adaption am Roboter möglich
  • räumliche Trennung von Messstelle und Auswertelektronik
  • hohe Zuverlässigkeit und einfache Menüführung
  • direkte Anzeige des Kontaminationswertes und Visualisierung mit professioneller Software
  • Installation und Inbetriebnahme ohne Unterbrechung des Fertigungsprozesses
  • Implementierung von Alarmfunktionen
  • wartungsfrei
Die Funktionsweise
Alle üblichen Bearbeitungshilfsmittel und chemischen Prozessmaterialien, die in der spanenden oder spanlosen Metallbearbeitung eingesetzt werden, haben ein spezifisches, charakteristisches Floureszenzverhalten. Eine zu untersuchende Oberfläche wird mittels eines mit 3 kHz gepulsten UV Mikrochiplasers optisch angeregt. Die von Kohlenwasserstoffgruppen ausgehende Fluoreszenz wird von einem Interferenzfilter differenziert und dann mittels Fotomultiplier quantitativ ausgewertet. Nach jedem einzelnen Laserpuls wird die spezifische Abklingfunktion der Fluoreszenz aufgenommen. Der Auswertvorgang wird 3000 mal pro Sekunde wiederholt, was eine hohe statistische Sicherheit gewährleistet. Aus der Summe dieser Daten wird ein Kontaminationswert errechnet. Restkontaminationen im Feinstbereich wie z.B. geringste Rückstände von Bearbeitungsmedien werden schnell und zuverlässig quantifiziert. Im Gegensatz zu bisher bekannten Messverfahren ist das Online-Laser-Monitoring unempfindlich gegen Störeinflüsse und arbeitet sehr präzise mit hoher Reproduzierbarkeit. Zu den wesentlichen Komponenten des Kontavisors, zählen der UV-Microchip-Laser, ein Fotomultiplier und der zentrale Micro-Controller, in dem die Signalverarbeitung stattfindet.
Diese sind in einem kompakten 19“-Gehäuse integriert und gegen äußere Einflüsse geschützt. Für die Signalübertragung zwischen dem Aufstellungsort des Zentralgerätes und der Messstelle kommen zwei Quarzglasfasern zum Einsatz. Der Mess-Sensor enthält keine aktiven Bauteile. Das Messgerät ist forderungsgemäß CE gekennzeichnet.
QE 506
www.dansotec.de
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