Dem Schmutz auf der Spur

Von wegen Staubmäuse – für den Automobilmonteur, den Zahntechniker oder den Raumfahrtingenieur gelten bei Sauberkeit ganz andere Maßstäbe. Dabei sind die Reinigungsprozesse so unterschiedlich wie die Branchen. Während in der Halbleiterindustrie schon nanogroße Partikel unerwünscht sind, liegen die Grenzbereiche in der Medizintechnik bei 5 µm. Auch die Techniken zur Reinigungsbewertung sind verschieden: Für glatte Oberflächen wie Siliziumscheiben eignen sich optische Verfahren, um den Schmutz aufzuspüren. Bei hohlen Bauteilen wie Ölleitungen, Bremsschläuchen oder Schraubengewinden müssen die Partikel erst rausgespült und filtriert werden, um sie zu analysieren.

Pünktlich zur parts2clean haben Forscher des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA ihr „CleanLab 2020“ vorgestellt, das verschiedene Reinigungsmethoden in sich vereint: Das „CleanLab 2020“ schafft durch einen durchgängigen Reinraum für Reinigung, Extraktion und Analyse einen ununterbrochenen Materialfluss. Es bietet die komplette Bandbreite an aktuellen gängigen Technologien zur Analyse von Schmutzpartikeln an. Insbesondere Spülkonzepte aus der Automobilindustrie können dadurch auch für andere Branchen genutzt werden.

Das Analyselabor ist etwa 100 m² groß und bietet Platz für vier bis fünf Wissenschaftler. Über Schleusen ist es mit den bereits existierenden Reinigungslaboren des IPA reinraumtechnisch verbunden. Unterteilt ist das „CleanLab 2020“ in zwei wesentliche Bereiche: Im ersten wird der Schmutz der gelieferten Bauteile extrahiert, im zweiten dann filtriert und analysiert. Um die Partikel zu entfernen, können die Forscher auf verschiedene Spritzkammern, Ultraschallbäder oder geschlossene Leitungssysteme, wie Spülstände, zurückgreifen. Zur Analyse stehen sechs verschiedene optische und rastermikroskopische Systeme zur Verfügung, die Verunreinigungen geometrisch messen und komplett analysieren. Mit einem Mikrocomputertomographen können die Wissenschaftler die Partikel in drei Dimensionen abbilden und vermessen. Das erlaubt ihnen einen Blick in das Innere von Bauteilen. Ein ausgerichteter Luftstrom sorgt an allen Arbeitsplätzen für eine „hochsaubere“ Umgebung. „Wir können so fast jeden Gegenstand reinigungstechnisch auf Partikelgrößen vom Subnano- bis in den oberen Mikrometerbereich analysieren. Der Laborkomplex ist ab sofort in unser Schulungskonzept integriert, damit industrielle Anwender von den neuen Möglichkeiten profitieren können“, beschreibt Markus Rochowicz vom IPA die Bandbreite des Labors.