Die Festlegung von Sauberkeitsgrenzwerten für medienführende Systeme ist relevant, um die Qualität und Funktionalität der Systeme sicherzustellen und zu gewährleisten. Ein effektives Verfahren zur Überprüfung der technischen Sauberkeit solcher Systeme stellt die Luftextraktion dar, die unter den Verfahren zur Restschmutzanalyse eine Alternative zur klassischen Nassextraktion darstellt. Dabei werden die Partikel abgeblasen und auf einer speziellen Membran aufgefangen.
Die Luftextraktion bietet mehrere Vorteile:
- Möglichkeit einer zerstörungsfreien und schonenden Prüfung: ideal für sensible Bauteile wie Displays, Elektronik und Gummischläuche
- Geeignet für die Prüfung luft- und gasführender Teile
- Wiederverwendung der geprüften Komponenten
Die Luftextraktion wird in drei Verfahren unterteilt: Abblasen, Durchströmen und Absaugen.
- Abblasen eignet sich für die Außenbereiche oder für einen Druckluftstrahl zugängliche Innenbereiche von Bauteilen, die während der Fertigung und im Betrieb keinen Kontakt mit Flüssigkeiten haben sollten oder durch Flüssigkeitskontakt beschädigt werden können. Typische Anwendungsbeispiele sind Elektronik-Leiterplatten, nicht durchströmbare Einzelteile im Ansaugtrakt sowie Verpackungsmaterialien wie KTL, Blister und Kartonagen.
- Durchströmen wird für die Innenbereiche durchströmbarer Komponenten verwendet, die ebenfalls in der Produktion und im Einsatz nicht in Kontakt mit Flüssigkeiten kommen dürfen oder durch Flüssigkeitskontakt geschädigt werden können. Dieses Verfahren eignet sich für Bauteile wie Schläuche, Gehäuse, Filter, Krümmer und Faltenbälge im Ansaugtrakt.
- Absaugen stellt eine Erweiterung der in Normen beschriebenen Luftextraktion dar. Die Qualifizierung der Prüfung bis zur lichtoptischen Analyse erfolgt gemäß den Standards VDA 19.1 / ISO 16232:2018, was zu reproduzierbaren Ergebnissen führt. Die Saugextraktion zeichnet sich besonders durch ihre Unabhängigkeit von geschlossenen Prüfräumen und die Möglichkeit des mobilen Einsatzes aus. Die Extraktion von Partikeln erfolgt durch das Absaugen von trocken anhaftenden Partikeln von Bauteiloberflächen oder spezifischen Kontrollbereichen.
Das folgende Video zeigt eine Anwendung der Air Jet Methode zur Bestimmung der technischen Sauberkeit:
Die Einsatzbereiche der Luftextraktion sind vielseitig und umfassen unter anderem:
- Druck- und Ölbereich
- Kraftstoffsysteme
- Bremssysteme
- Kühl- und Klimasysteme
- Ansaug- und Abgastrakt
- Schalt-, Automatik- und Achsgetriebe
- Elektronik
- Lenksysteme
Die Luftextraktion ist ein effektives und schonendes Verfahren zur Restschmutzanalyse, die sowohl eine hohe technische Sauberkeit sicherstellt als auch den weiteren Einsatz der Bauteile ermöglicht.
Das häufigste Verfahren zur Partikelextraktion ist das Abspritzen von Bauteiloberflächen mit einem Flüssigkeitsstrahl. Mögliche Bauteile sind alle funktionsrelevanten Teile und dekorative Bauteile, wie Gehäuse oder Displays.
Bei diesem Verfahren zur Restschmutzanalyse wird Prüfflüssigkeit mittels Freistrahl lokal auf das Bauteil aufgebracht. So können Proben zur Prüfung der technischen Sauberkeit im Labor entnommen werden. Das Verfahren ist zur Reinigung von Außengeometrien und zugänglichen Innengeometrien geeignet.
Das Spritzverfahren gestattet es – abhängig von der Geometrie der jeweiligen Kontrollflächen – unterschiedliche Parameter anzuwenden, um eine möglichst wirksame Partikelablösung zu erreichen. Hierbei werden die messtechnisch zu erfassenden Partikel auf einer Membran gesammelt und ausgewertet.
Die charakteristischen Parameter wie Volumenstrom, Düsengeometrie, Spritzabstand und Flüssigkeitsmenge werden über die Abklingmessung festgelegt.
Die Spritzextraktion ermöglicht eine gezielte und effektive Restschmutzanalyse nach ISO-Norm 16232:2018 und VDA 19.1, indem sie an die Geometrie angepasste Parameter nutzt, um Schmutzpartikel effizient zu lösen.
Die Ultraschallextraktion ist ein gängiges im Labor einfach anwendbares Verfahren zur Erreichung der technischen Sauberkeit und ist sowohl für die Innen- als auch die Außenkonturen geeignet.
Diese Art der Extraktion ist ein effektives Verfahren zur Restschmutzanalyse von Bauteilflächen, bei der das zu prüfende Objekt durch mechanische Schwingungen in einem Frequenzbereich von 35kHz / 130 kHz behandelt wird. Dabei wird das Bauteil in ein Tauchbad gelegt, in dem Kavitationsbläschen entstehen. Die Reinigungskraft dieses Verfahrens beruht auf den hohen Druckspitzen, die bei der Implosion dieser Bläschen entstehen und Schmutzpartikel effektiv von der Oberfläche lösen. Die Reinigungsflüssigkeit mit den gelösten Partikeln wird anschließend filtriert, wobei die Partikel auf dem Analysefilter abgeschieden werden. Diese extrahierten Partikel werden dann in einem geeigneten Verfahren ausgewertet.
Die Ultraschallextraktion eignet sich besonders gut für Kleinstteile, die gleichzeitig im Tauchbad beschallt werden können:
- Lamellenpaket für einen Stator
- Metallkontakte
- Metallhülsen
Wichtige Parameter wie Leistung, Dauer und Frequenz werden durch die Abklingmessung präzise eingestellt, um eine optimale Reinigungswirkung zu erzielen.
Die Ultraschallextraktion ist ein einfach anwendbares und effektives Verfahren zur Bestimmung der technischen Sauberkeit von Bauteiloberflächen, die durch mechanische Schwingungen und Kavitationsbläschen sowohl eine Innen- als auch Außenkonturen ermöglicht und speziell für die Restschmutzanalyse kleiner Teile geeignet ist.
Das Extraktionsverfahren Saugen ist ein trockenes Verfahren zur Bestimmung der technischen Sauberkeit von Bauteilen und wird besonders für Großbauteile mit Übergröße oder Übergewicht eingesetzt. Mit dem Partikelsaugabscheider kann die Partikelbelastung auf Bauteiloberflächen effektiv erfasst werden, ohne dass eine Nassextraktion erforderlich ist. Dieses Verfahren eignet sich unter anderem für Leergut wie Trays sowie für Batterie- und Hochvoltsysteme. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des Partikelsaugabscheiders ist der Einsatz im aktiven Monitoring in der Produktion oder Prüfumgebung gemäß VDA 19.2.
Vorteile des Partikelsaugabscheiders:
- Keine Blindwertermittlung der Vorrichtung notwendig, nur neuer Siebgewebefilter (z.B. 20µm Jomesa)
- Direkte Abscheidung der Partikel (s. Figur 1)
- Teilflächen von Bauteilen können präzise getrennt geprüft werden
- Großbauteile können gezielt abgesaugt werden
- Keine Nassextraktion
- Vor-Ort-Einsatz (In-Line Prüfungen)
- Keine Wartung des Partikelsaugabscheiders notwendig
- Geringer Schulungsaufwand
- Robotergestützte Automatisierung möglich
- Wiederverwendung von Bauteilen nach der Extraktion
- Kostenreduzierend, wirtschaftlich, zeitersparend, zuverlässig
- Reproduzierbare Ergebnisse
- Logistischer Aufwand ist sehr gering
- ESD sicheres Material
- Nach Kundenwunsch auch formvariabel realisierbar (kleiner Filterdurchmesser)
Das folgende Anwendungsvideo zeigt, wie eine Saugextraktion zur Bestimmung der technischen Sauberkeit abläuft:
Die Saugextraktion zur Restsschmutzanalyse spart Zeit und Kosten und bietet durch eine einfache Handhabung und das trockene Extraktionsprinzip eine zuverlässige und wirtschaftliche Lösung für die Prüfung der technischen Sauberkeit.
Funktionsprinzip des Partikelsaugabscheiders
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Partikelsaugabscheider / Particle Suction Separator
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