Als es an der Zeit war, die werkseitige Reinigung der Spiralrillenlagerbaugruppe zu ersetzen, wandte sich Philips Medical Systems erneut an Ecoclean.
Kurz nach der Entdeckung der Röntgenstrahlen durch Wilhelm Conrad Röntgen im Jahr 1895 begann die Philips Medical Systems DMC GmbH zusammen mit Carl Heinrich Florenz Müller, einem in Thüringen geborenen Glasbläser, mit der Entwicklung und Herstellung von Röntgenröhren. Im März 1896 baute er in seiner Werkstatt die erste Röntgenröhre und ließ drei Jahre später das erste wassergekühlte Anti-Kathoden-Modell patentieren. Die Geschwindigkeit der Röhrenentwicklung und der Erfolg der Röntgenröhrentechnologie beflügelten die weltweite Nachfrage und verwandelten Handwerksbetriebe in Spezialfabriken für Röntgenröhren. 1927 übernahm Philips, der damalige Alleingesellschafter, die Fabrik und prägte die Röntgentechnologie mit innovativen Lösungen und kontinuierlicher Verbesserung weiter.
Produkte, die in den Gesundheitssystemen von Philips eingesetzt und unter der Marke Dunlee verkauft werden, haben erheblich zu Fortschritten in der diagnostischen Bildgebung, der Computertomographie (CT) und der interventionellen Radiologie beigetragen.
„Neben modernen Fertigungstechniken, hoher Präzision und kontinuierlicher Prozessoptimierung spielt die Bauteilsauberkeit eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Funktionszuverlässigkeit und Langlebigkeit unserer Produkte“, sagt André Hatje, Senior Engineer Process Development, Röntgenröhrenabteilung. Bei der Reinigung verschiedener Röntgenröhrenkomponenten müssen Spezifikationen zur Restpartikelverunreinigung eingehalten werden – zwei oder weniger 5-µm-Partikel und ein oder weniger 10-µm-Partikel – was die im Prozess erforderliche Sauberkeit hervorhebt.
Beim Austausch der Philips Spiralrillenlagerkomponenten-Reinigungsgeräte stellt das Unternehmen die Einhaltung hoher Sauberkeitsanforderungen als Hauptkriterium dar. Das Molybdänlager ist das Herzstück der Hightech-Röntgenröhre, nach dem Laseraufbringen der Rillenstruktur erfolgt ein Trockenschleifschritt. Anschließend erfolgt eine Reinigung, bei der Schleifstaub und Rauchspuren aus den durch den Laserprozess hinterlassenen Rillen entfernt werden müssen. Zur Vereinfachung der Prozessvalidierung werden für die Reinigung kompakte Standardmaschinen eingesetzt. Vor diesem Hintergrund nahm ein Prozessentwickler Kontakt zu mehreren Herstellern von Reinigungsgeräten auf , darunter die Ecoclean GmbH in Filderstadt.
Nach Reinigungstests mit mehreren Herstellern stellten die Forscher fest, dass die erforderliche Sauberkeit der Schrägrillenlagerkomponenten nur mit Ecocleans EcoCwave erreicht werden konnte.
Diese Maschine für das Tauch- und Sprühverfahren arbeitet mit den gleichen sauren Reinigungsmedien, die zuvor bei Philips verwendet wurden, und deckt eine Fläche von 6,9 Quadratmetern ab. Ausgestattet mit drei Überlauftanks, einer zum Waschen und zwei zum Spülen, verhindern das strömungsoptimierte zylindrische Design und die aufrechte Position Schmutzansammlungen. Jeder Tank verfügt über einen separaten Medienkreislauf mit Vollstromfiltration, sodass Reinigungs- und Spülflüssigkeiten beim Befüllen und Entleeren sowie im Bypass gefiltert werden. Im integrierten Aquaclean-System wird deionisiertes Wasser für die Endspülung aufbereitet.
Frequenzgesteuerte Pumpen ermöglichen die Anpassung des Durchflusses an die Teile beim Befüllen und Entleeren. Dies ermöglicht eine unterschiedliche Befüllung des Studios für einen dichteren Medienaustausch in Schlüsselbereichen der Baugruppe. Anschließend werden die Teile durch Heißluft und Vakuum getrocknet.
„Wir waren mit den Reinigungsergebnissen sehr zufrieden.„Alle Teile kamen so sauber aus der Fabrik, dass wir sie zur weiteren Verarbeitung direkt in den Reinraum bringen konnten“, sagte Hatje und bemerkte, dass die nächsten Schritte das Glühen der Teile und das Beschichten mit flüssigem Metall beinhalteten.
Philips verwendet eine 18 Jahre alte mehrstufige Ultraschallmaschine der UCM AG, um Teile zu reinigen, die von kleinen Schrauben und Anodenplatten bis hin zu Kathodenhülsen und Gehäusepfannen mit 225 mm Durchmesser reichen. Die Metalle, aus denen diese Teile hergestellt werden, sind ebenso vielfältig – Nickel-Eisen-Materialien, Edelstahl, Molybdän, Kupfer, Wolfram und Titan.
„Die Teile werden nach verschiedenen Bearbeitungsschritten wie Schleifen und Galvanisieren sowie vor dem Glühen oder Löten gereinigt.Damit ist dies die am häufigsten eingesetzte Maschine in unserem Materialversorgungssystem und liefert weiterhin zufriedenstellende Reinigungsergebnisse“, sagt Hatje Say.
Das Unternehmen stieß jedoch an seine Kapazitätsgrenze und entschied sich für den Kauf einer zweiten Maschine von UCM, einem Geschäftsbereich der SBS Ecoclean Group, der auf Präzisions- und Ultrafeinreinigung spezialisiert ist. Während die vorhandenen Maschinen den Prozess, die Anzahl der Reinigungs- und Spülschritte sowie den Trocknungsprozess bewältigen konnten, wollte Philips ein neues Reinigungssystem, das schneller und vielseitiger ist und bessere Ergebnisse liefert.
In der Zwischenreinigungsphase konnten einige Bauteile mit ihrem aktuellen System nicht optimal gereinigt werden, was keinen Einfluss auf die nachfolgenden Prozesse hatte.
Das komplett geschlossene Ultraschall-Reinigungssystem verfügt inklusive Be- und Entladung über 12 Stationen und zwei Transfereinheiten. Diese sind ebenso frei programmierbar wie die Prozessparameter in verschiedenen Tanks.
„Um den unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungen verschiedener Komponenten und nachgelagerter Prozesse gerecht zu werden, nutzen wir in der Anlage rund 30 verschiedene Reinigungsprogramme, die durch das integrierte Barcodesystem automatisch ausgewählt werden“, erklärt Hatje.
Die Transportgestelle der Anlage sind mit unterschiedlichen Greifern ausgestattet, die Reinigungsbehälter aufnehmen und Funktionen wie Heben, Senken und Drehen am Bearbeitungsplatz übernehmen. Der realisierbare Durchsatz liegt laut Plan bei 12 bis 15 Körben pro Stunde im Dreischichtbetrieb an 6 Tagen in der Woche.
Nach der Beladung sind die ersten vier Tanks für einen Reinigungsvorgang mit Zwischenspülschritt ausgelegt. Für bessere und schnellere Ergebnisse ist der Reinigungstank am Boden und an den Seiten mit multifrequenten Ultraschallwellen (25 kHz und 75 kHz) ausgestattet Der tiefste Punkt des Tanks. Flüssigkeiten aus den Oberflächen- und Bodenfiltersystemen werden durch getrennte Filterkreisläufe verarbeitet. Der Reinigungstank ist außerdem mit einer elektrolytischen Entfettungseinrichtung ausgestattet.
„Wir haben diese Funktion mit UCM für ältere Maschinen entwickelt, weil wir damit auch Teile mit Trockenpolierpaste reinigen können“, sagte Hatje.
Allerdings ist die neu hinzugekommene Reinigung spürbar besser. In der fünften Behandlungsstation ist eine Sprühspülung mit deionisiertem Wasser integriert, um Feinststaub zu entfernen, der nach der Reinigung und der ersten Einweichspülung noch an der Oberfläche haftet.
An die Sprühspülung schließen sich drei Tauchspülstationen an. Bei Teilen aus Eisenwerkstoffen wird dem im letzten Spülgang verwendeten deionisierten Wasser ein Korrosionsinhibitor zugesetzt. Alle vier Spülstationen verfügen über individuelle Hebevorrichtungen, um die Körbe nach einer definierten Verweilzeit zu entnehmen und die Teile während des Spülens zu bewegen. Die nächsten beiden Teiltrocknungsstationen sind mit kombinierten Infrarot-Vakuumtrocknern ausgestattet. An der Entladestation verhindert die Einhausung mit integrierter Laminar-Flow-Box eine Rekontamination der Bauteile.
„Durch das neue Reinigungssystem haben wir mehr Reinigungsmöglichkeiten und können so bessere Reinigungsergebnisse bei kürzeren Zykluszeiten erzielen.Deshalb planen wir, unsere älteren Maschinen von UCM fachgerecht modernisieren zu lassen“, so Hatje abschließend.