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Ultraschall-Feinstreinigungssystem für optische Filter - Vergütungsreife Sauberkeit für optimierte Bildqualität

08/30/2016

In der Steuerung der Anlage mit insgesamt acht Stationen können 16 teilespezifische Reinigungsprogramme für unterschiedliche optische Gläser hinterlegt werden.

Der Reinigungsprozess stellt sicher, dass bei allen Substraten trotz einem aus verschiedenen Gründen schwankenden Eingangszustand ein stabiles Reinigungsergebnis erzielt wird.

 

UCM AG Rheineck (CH) - Ob für industrielle oder fotografische Anwendungen, die Qualität optischer Filter hängt entscheidend von der Beschichtung der Filtergläser ab. Für Höchstleistungen vergütet Schneider-Kreuznach die Gläser mit bis zu 80 dünnen Schichten, die mit modernster Technik aufgebracht werden. Voraussetzung dafür sind extrem saubere Oberflächen. Diese erzielt das Unternehmen mit einem Ultraschall-Feinstreinigungssystem der UCM AG. Die maßgeschneiderte Anlagenkonzeption ermöglicht einen hohen Durchsatz bei der Reinigung unbeschichteter und beschichteter Substrate.

Von Joseph Schneider 1913 in Bad Kreuznach gegründet, steht der Name Jos. Schneider Optische Werke GmbH, kurz Schneider-Kreuznach, heute für einen der Weltmarktführer von Hochleistungsobjektiven für Film und Foto, Kino-Projektionsobjektiven, optischen Filtern, Industrieoptiken und Feinmechanik. Die unter den Markennamen Schneider-Kreuznach sowie B+W vertriebenen Produkte werden rund um den Globus in den Bereichen professionelle Fotografie, Filmaufnahme und für industrielle Anwendungen wie beispielsweise die Fertigungs- und Verkehrsüberwachung eingesetzt. Darüber hinaus stellt Schneider-Kreuznach Messgeräte und Optikkomponenten her.

Sauberkeit – Basis für Qualität und Innovation

Eine herausragende Stellung verdankt das Unternehmen einerseits der Qualität seiner Produkte, andererseits innovativen Entwicklungen in Optik und Mechanik, bei Beschichtung, Software und Bildverarbeitung. Für die Beschichtung optischer Gläser kommen Verfahren zum Einsatz, bei denen zusätzlich zum konventionellen Aufdampfprozess in einer Vakuumkammer ein Plasma erzeugt wird. Diese Technologie ermöglicht nicht nur wesentlich widerstandsfähigere und haftfestere Schichten als im herkömmlichen Prozess, es lassen sich auch Systeme mit sehr vielen Schichten realisieren – beispielsweise besteht das Interferenzfilter UV-IR-Cut aus über 30 einzelnen Schichten. Mit solchen Mehrfachschicht- oder Multicoating(MC)-Systemen wird eine Restreflexion von unter 0,2 Prozent erzielt. „Wesentlichen Einfluss auf die Gut-Ausbeute bei der Beschichtung hat die Reinigung der Filtergläser. Jede Restkontamination führt zu Ausschuss“, erklärt Michael Haag-Pichl, Leiter Technologie-Entwicklung im Bereich Research & Development bei Schneider-Kreuznach. Daher durchlaufen alle Substrate vor der Beschichtung im Reinraum eine Feinstreinigung, in der Partikel, filmisch/chemische Kontaminationen sowie Finger- und Handschuhabdrücke entfernt werden. Im Prozessablauf werden auch einseitig beschichtete Gläser gereinigt. Täglich sind mehrere Tausend Gläser zu reinigen.

Kompetenz in der Präzisionsoptik entscheidend

Als die dafür eingesetzte Reinigungsanlage aus Alters- und Kapazitätsgründen 2015 durch ein neues Ultraschall-Feinreinigungssystem der Schweizer UCM AG, einem Unternehmen der Dürr Ecoclean Gruppe, ersetzt wurde, standen verschiedene Punkte auf der Anforderungsliste. Neben einer Kapazitätserhöhung sollte die mit der alten Anlage erzielte Reinigungsqualität noch verbessert werden. Auf einen erstklassigen Maschinenbau mit hochwertigen Komponenten legte das Unternehmen ebenfalls großen Wert. Und es musste eine wasserbasierte Reinigung sein. „Dass wir uns unter den anfänglich fünf Herstellern für UCM entschieden haben, lag zum einen am Anlagenkonzept. Zum anderen verfügt das Unternehmen über sehr viel Wissen und Erfahrung in der Reinigung präzisionsoptischer Produkte. Beides ist in die ausführliche Beratung zur Anlagenkonfiguration vor Vertragsabschluss eingeflossen“, berichtet Michael Haag-Pichl.

Stabiles Reinigungsergebnis bei schwankender Eingangsqualität

Die Ultraschallreinigungsanlage verfügt über insgesamt acht Stationen. Darin durchlaufen die Gläser folgende Prozessschritte: zwei Mal Reinigen mit Ultraschall (40 kHz), Spülen, Reinigen mit Mehrfrequenzultraschall (40/80 kHz), Spülen, Endspülen mit vollentsalztem (VE)-Wasser und Ultraschall (80 kHz), VE-Wasser-Endspülen mit Lift-out und Infrarot-Trocknen.

Um die angestrebte Kapazitätserhöhung zu realisieren, sind alle Stationen und das Transportsystem so ausgelegt, dass zwei kundenspezifische Warenträger gleichzeitig behandelt werden können. Der Durchsatz wurde dadurch verdoppelt. Damit unter Reinraumbedingungen gereinigt werden kann, ist die Anlage inklusive Be- und Entladestation komplett eingehaust und mit Flow-Box-Filtern ausgestattet. „Die größte Herausforderung besteht darin, bei einem aus verschiedenen Gründen schwankenden Eingangszustand der Substrate ein stabiles Reinigungsergebnis zu erzielen. Und das ohne zu viel zu reinigen, was zu einer Substratschädigung führen könnte. Das gelingt uns heute sehr gut. UCM hat uns auch bei Anfangsschwierigkeiten, die es immer gibt, hervorragend unterstützt“, berichtet Michael Haag-Pichl.

Vollautomatische, substratspezifische Reinigungsprozesse

In der Anlagensteuerung sind 16 Programmplätze für teilespezifische Reinigungsprozesse hinterlegt, von denen Schneider-Kreuznach derzeit vier nutzt. Die Programme für die mit Gläsern bestückten Warenträger werden automatisch über eine codierte Lochplatte ausgewählt. Durch das Reinigungsprogramm ist festgelegt, welche Reinigungsbecken mit den jeweiligen Substraten angefahren werden, wie lange sie dort verweilen, dazu Dauer, Leistung und Frequenz des Ultraschalls sowie die frequenzgesteuerte Warenbewegung der Charge.

Diese abgestimmten Parameter tragen ebenso zum guten Reinigungsergebnis bei wie der von UCM entwickelte Vierseitenüberlauf bei allen Wannen. Das Reinigungs- beziehungsweise Spülmedium wird von unten in die Wannen eingebracht, nach oben transportiert und läuft dann an allen Seiten über. Dies sorgt einerseits für eine intensive und gleichmäßige Behandlung der Gläser. Andererseits werden abgereinigte Kontaminationen sofort aus den Becken ausgetragen. So werden eine Rückkontamination der Teile beim Herausnehmen sowie die Bildung von Schmutznestern in den Becken verhindert. Eine weitere Besonderheit weisen die ersten beiden Spülbecken auf. Hier wird das Osmosewasser mit so hohem Druck in das Becken gepumpt, dass sich Turbulenzen bilden, die die Spülwirkung verstärken. Die zweite Turbulenzspüle verfügt über Badniveau zusätzlich über eine Absprüheinrichtung. Darin werden die Substrate vor dem Umsetzen in die erste VE-Endspüle mit voll entsalztem (VE-)Wasser abgespült. Um Wasserflecken auf den Gläsern zu verhindern, wird der Leitwert in den beiden, über Kaskade geführten Endspülen kontinuierlich kontrolliert. pH-Wert, Temperatur und Reinigerkonzentration werden ebenfalls automatisch überwacht und Reiniger bei Bedarf beziehungsweise beim Neuansatz über eine Präzisionsdosierpumpe zudosiert. „Wir arbeiten seit Mitte 2015 mit der neuen Anlage und sind insgesamt sehr zufrieden. Beratung und Unterstützung haben bestätigt, dass wir mit UCM die richtige Wahl getroffen haben“, merkt Michael Haag-Pichl abschließend an.

Kontakt:
UCM AG
Andreas Netz
Tel.: +41 71 886 6752
a.netz(at)ucm-ag.com

Die (Dürr) Ecoclean-Gruppe entwickelt, produziert und vertreibt zukunftsorientierte Anlagen, Systeme und Services für die industrielle Bauteilreinigung und Oberflächenbearbeitung. Diese Lösungen, die weltweit führend sind, unterstützen Unternehmen rund um den Globus dabei, in hoher Qualität effizient und nachhaltig zu produzieren. Die Kunden kommen aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie dem breit gefächerten industriellen Markt – von der Medizin-, Mikro- und Feinwerktechnik über den Maschinenbau und die optische Industrie bis zur Energietechnik und Luftfahrtindustrie. Der Erfolg von Ecoclean basiert auf Innovation, Spitzentechnologie, Nachhaltigkeit, Kundennähe, Vielfalt und Respekt. Die Unternehmens-Gruppe ist mit zehn Standorten weltweit in acht Ländern vertreten und beschäftigt rund 800 Mitarbeiter/innen.