Финальная очистка поверхностей → Оборудование «Алленттех» для финальной очистки поверхности прецизионных изделий

Установки предназначены для удаления микрочастиц и загрязнений органической и неорганической природы с поверхностей  деталей и сборочных единиц перед критическими к чистоте операциями

Наиболее эффективные области применений:

  1. Авиакосмическая промышленность -  гарантированная измерениями очистка сборочных единиц космической техники и гидравлических систем космических аппаратов
  2. Медицинская промышленность- очистка имплантатов от микрочастиц аллергенов.
  3. Промышленность шарикоподшипников – финишная очистка  высокоскоростных  прецизионных приборных подшипников
  4. Оборонная промышленность – очистка микромеханических узлов  изделий спецназначения
  5. Оптическая промышленность- очистка силовых линз мощных лазеров перед сборкой  лазерных линзовых объективов
  6. Электровакуумная промышленность – очистка вакуумируемых узлов мощных генераторных и СВЧ ламп, рентгеновских трубок, газовых лазеров.
  7. Электронная промышленность - финишная очистка атомных и кварцевых резонаторов перед герметизацией, очистка кремниевых пластин перед литографическими процессами, очистка пластин жестких дисков перед сборкой.
Способ, реализуемый в установках, гарантированно удаляет микрочастицы любой природы, а так же органические загрязнения и водорастворимые соли с поверхности  и является непревзойденным по эффективности ни одним известным способом, включая ультразвуковые, плазменные, мегазвуковое или снегом углекислоты.

Сравнительные исследования эффективности, проведенные с установками ведущих производителей, выявили превосходство установок «Алленттех» на величину в сотни и тысячи раз.

 Наиболее совершенные  установки мегазвуковой очистки  гарантированно удаляют микрочастицы калибра 0.1 мкм-1мкм за 10-15 минут, в то время как установки «Алленттех» гарантированно делают это течении нескольких секунд

Такая эффективность достигнута использованием растворителей в виде нанодисперсных сред генерируемых в установках.  Пионерный процесс разработан фирмой «Алленттех» и запатентован в промышленно развитых странах мира.

Наибольшая эффективность работы достигается при удалении частиц  микронного и субмикронного диапазона, вплоть до наночастиц,  с чем известные методы очистки и оборудование не справляется вообще.

Метод и оборудование, имеющие абсолютную мировую новизну были разработаны для  прецизионной очистки микролинз силовых лазерных объективов в крупносерийном производстве по заказу IPG Photonics *, мирового лидера по производству силовых волоконных лазеров, и в настоящее время  оборудование и метод применяется у заказчика в серийном производстве, демонстрируя свою высочайшую эффективность.

Разработанный способ  сочетает  все достоинства водных способов очистки, и очистки в органических растворителях, но в то же время полностью лишен недостатков присущих этим методам.

Принцип действия метода.

Растворитель после  многоступенчатой очистки в регенераторе установки включающую в себя первичную дистилляцию и очистку на жидких мембранах, насыщается  дозированным количеством ограниченно растворимого жидкого агента. Такой растворитель подается в камеру очистки, куда предварительно загружены детали, предназначенные для очистки. После наполнения камеры  производится конверсия растворителя с выделением  нанодисперсной фазы. Выделившаяся, в результате конверсии, нанофаза может быть как «капельной» так и «твердотельной» в зависимости от применяемого агента,  или выбранного режима работы установки. Возможно заданное управление калибром возникающих наночастиц, а так же их переходом «капельная-твердотельная фазы».

  После окончания конверсии в растворитель  дается ультразвуковое, мегазвуковое или иное возбуждение. При таком воздействии частицы приобретают движение в среде растворителя и начинают циклически менять заряд двойного электрического слоя на своей поверхности в градиенте упругих напряжений в жидкости обусловленных возбуждением. Достигая микрочастицы загрязнений на поверхности изделия «нанокапля» дисперсной фазы захватывает зарядовым взаимодействием частицу, отрывая ее от поверхности и, под действием сил поверхностного натяжения, оторванная частица загрязнения устремляется в центр нанокапли необратимо или коагулирует вокруг себя множество капель которые препятствуют обратной миграции загрязнений на очищаемую поверхность. Кроме того частицы, полученные в результате конверсии колеблясь в поле  упругих волн, передают свой механический импульс частице загрязнения, разрывая  ее связь с  очищаемой поверхностью и удаляя ее (подобие бильярдных шаров)

 Энергия поверхностного натяжения подобрана таким образом, что обратная миграция оторванных частиц исключена. Кроме того, вторая фаза растворителя эффективно удаляет солевые и ионогенные загрязнения.

Очистка в процессе «Алленттех» очень быстрая, за 1-3 минуты удаляется подавляющее большинство загрязнений, за 5-10 минут удаляются все микрочастицы.  Дисперсные растворители, кроме того, обладают огромной емкостью по загрязнениям, что позволяет  использовать установку при очень больших производственных потоках деталей на очистку.

После проведения цикла очистки детали осушаются  непосредственно в камере. Пары растворитель при этом улавливаются.

Далее происходит автоматический слив растворителя на дистилляцию, где происходит обратная конверсия фаз и кипение, пар отправляется на конденсацию и далее конденсат подвергается циклической очистке для  использования в следующем цикле.

Возможна обратная конверсия для обеспечения работы счетчика частиц в сливаемой жидкости непосредственно перед датчиком счетчика, при этом наночастицы образующиеся при конверсии исчезают, полностью растворяясь, и не создают помех счетчикам частиц.

Растворители применяемые в установках инертны к  подавляющему большинству конструкционных материалов, не вызывают коррозии или вторичных загрязнений. Растворители так же характеризуются рекордно низкими, для жидкостей, вязкостью и коэффициентом поверхностного натяжения. Это позволяет с успехом  использовать эти растворители для промывки деталей в кассетах, или деталей с капиллярными зазорами, глухими полостями.

В установках в качестве основного растворителя используются нетоксичные и негорючие  фторорганические растворители,  например Forane 141b DGX,  Asahiklin 225fa, Vertrell Du Pont , хладон 21 и   подобные. Кроме того, эти растворители эффективно удаляют наклеечные смолы и межоперационные защитные покрытия типа пицеина, глифтали, полистирола, битумов, любые жирорастворимые вещества и отпечатки пальцев.

В процессе очистки растворитель практически не расходуется, поскольку находится в замкнутом цикле регенерации и рекуперации.  Финишная фильтрация производится фильтром с калибром ячейки 50 нМ.

Растворитель, подающийся в камеру очистки, проходит многостадийную  подготовку, после нее растворитель в своем составе имеет практически нулевое количество остаточных нелетучих веществ.

Установки могут реализовывать так же цикл двойных растворителей, в случае если для удаления особых загрязнений предварительно используется н-метилпирролидон, диметилсульфоксид и подобные растворители.

Функционально установки состоят из нескольких модулей

  1. Собственно камера очистки с излучателями, обслуживающая автоматика и ультразвуковой или мегазвуковой генератор
  2. Регенератор растворителя с системой фильтрации и системами физико-химической обработки растворителя
  3. Накопительные емкости служебного назначения, включающие сосуд чистого растворителя,  сосуд слитого растворителя, камера удаления отделенных загрязнений
  4. Вакуумная система с рекуперацией паров растворителя при особых требованиях к эмиссии растворителя в атмосферу, обеспечивающая требование наиболее жестких норм выбросов штата Калифорния США
Все установки имеют исполнение, позволяющее их применять в clean room («чистые комнаты») вплоть до класса 100.

Конструкция установок выполнена по принципу «обеспечение надежности физическими принципами функционирования» и никакой мыслимый сбой автоматики или ошибочные, или необдуманные действия персонала не могут привести к разрушению установки, появлению режимной нестабильности и созданию опасности для здоровья и жизни персонала. Так же исключены повреждения очищаемых деталей находящихся в цикле очистки.

Установки чрезвычайно компактны и занимают площадь не более 1-2х  м.кв.

Отличаются крайне низким энергопотреблением, обусловленным применением тепловых насосов для процессов очистки и дистилляции растворителя, отсутствию требований к вентиляции и прочих привычных атрибутов химических способов очистки.

Установки полностью автоматические и не требуют никакого обучения или подготовки персонала.

Разумная стоимость установок предполагает высочайшую эффективность  применения и это основная причина успеха фирмы Allent technologies.


В настоящее время мы разрабатываем и изготавливаем  установки по заказам. От самых малых как для лидера мировой лазерной промышленности IPG Photonics, до огромных, с емкостью камеры до 200 литров как, например, для завода космических аппаратов ОАО МЗ «Арсенал»**

Типичные технические данные установок


  1. Чистота растворителя после регенератора  -   соответствует 1му-2му классу чистоты по ГОСТ 17216 2001
  2. Нелетучий остаток -  отсутствует
  3. Производительность системы регенерации -    0.3-1 кг в минуту
  4. Емкость камеры очистки -   3 литра (5, 10, 25, 50,100 по требованиям)
  5. Частота ультразвукового возбуждения -  22кГц, 37кГц  (1.2 МГц по требованию)
  6. Мощность излучателей -   1 Вт на см квадратный сечения ванны (300 Вт для 3х литровой камеры)
  7. Продолжительность  полного цикла очистки  (наполнение, конверсия, ультразвук, слив, осушка) -  не более 25 минут
  8. Управление режимами   полуавтоматическое, автоматическое
  9. Потребляемая мощность для 3х литровой установки-    1.6 кВт
  10. Режимное охлаждение установки -    воздушное
  11. Вес-  150 кг
  12. Занимаемая площадь -   2 м квадратных
  13. Требования к пожарной безопасности -   отсутствуют
  14. Требования по согласованию с СЭС и природоохранными органами - отсутствуют (применяемые растворители 4го класса опасности, то есть нетоксичные)

Все установки могут быть снабжены дополнительным соплом на гибком рукаве и  рекуператором паров в составе камеры очистки для реализации струйной очистки ручным методом, для возможного ополаскивания изделий, инжекционной промывки каналов и полостей или технологической промывки самой камеры очистки перед рабочими циклами или для регламентных работ. Через это же сопло возможно наполнение сосудов вне состава установки для транспортировки особочистых растворителей на другие участки предприятия при необходимости такого действия. Тем самым вводится дополнительный возможный режим промывки перед ультразвуковой очисткой или ополаскивания после нее.

Параметры модуля струйной промывки в составе установки

 

Наименование параметра

Значение параметра

Класс чистоты жидкости

1й-2й по ГОСТ 17216 2001

Нелетучий остаток

отсутствует

Давление   струи

3-8 бар

расход растворителя через сопло в режиме промывки

1 кг в минуту при давлении 5 бар

Возможные режимы струйной промывки

1   непрерывная

2    пульсирующая, частота пульсаций 2 Гц-5 Гц

Для улавливания паров в режиме струйной промывки предусмотрен рекуператор (конденсатор) паров растворителя в камере очистки.

Параметры рекуператора

Наименование параметра

Значение параметра

температура охлаждаемых панелей конденсации

 

-3 град Цельсия

- 38 градусов (по заказу)

улавливание паров

не хуже 95 процентов от образующихся

 

Потребляемая мощность рекуператора

 

1,1 кВт

режим работы

 

 неограниченный по времени.

                             

 

Дополнительный режим очистки в парах растворителя

 

Установки используют растворители предельной чистоты, тем не менее, в некоторых применениях с особо жесткими требованиям к остаточным органическим загрязнениям в камеру установки добавлен режим финишной («суперфинишной») очистки парами растворителя. Для реализации этой функции в установку введен режим предварительного охлаждения загруженных в камеру изделий непосредственно в камере, затем испарение растворителя нагреваемыми сегментами камеры (дно) с последующей конденсацией пара на холодных изделиях и стекания на прогреваемое дно камеры и дальнейший слив. Изделия в этом случае извлекаются из камеры после очистки не только сухими, но и прогретыми до температуры 30-50 градусов Цельсия.

Режим очистки парами может, по выбору технолога следовать до ультразвуковой фазы, за ней, или и передней и после нее.

Режимы программируются или осуществляются ручным управлением. Выброс паров в рабочую зону в этом режиме так же исключен физическим принципом функционирования.

Необходимость включения дополнительных режимов определяется Заказчиком на этапе заказа и формулирования Технического Задания на изготовление.

 Для объективности оценки и документирования процесса очистки установки могут включать в свой состав счетчик частиц сливаемой из камеры промывки жидкости, и при таковой необходимости управление окончанием очистки может быть осуществлено по классу чистоты сливаемой из камеры очистки жидкости.

*Демонстрация малой установки возможна в городе Фрязино в одном из исследовательских подразделений IPGPhotonicsGmbH

**Демонстрация крупной установки возможна на заводе космических аппаратов ОАО «Арсенал» после согласования с Администрацией завода ОАО «Арсенал».

Демонстрация осуществляется по предварительной договоренности, и после согласования с Администрацией указанных предприятий