SBS Ecoclean Group Blog
Informationen, Updates und detaillierte Einblicke in die Welt der industriellen Teilereinigung und Oberflächenbearbeitung mit Lösungen für Präzisionstechnologien, Gesundheitswesen, Mobilität, Umwelt und erneuerbare Energien.
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Die Herausforderung: Höchste Sauberkeit, kürzeste Taktzeiten, fragile Bauteile.
Wir nehmen die Bipolarplatten als Beispiel und fragen unseren Experten, was er uns darüber erzählen kann:
Warum ist dies ein spezielles Thema für die industrielle Teilereinigung?
Bipolarplatten bestehen aus 2 Folien (Kathode und Anode), meistens aus unbeschichteten Edelstahllegierungen oder beschichteten Edelstahlträgern, die extrem dünn und sehr empfindlich sind. Das Ausgangsmaterial zur Herstellung metallischer Bipolarplatten wird üblicherweise vom Coil abgewickelt. Das bedeutet, dass bereits auf dem Rohmaterial Verunreinigungen unbekannter Art vorhanden sein können.
Das Material für die Platten wird unter Einsatz spezieller Öle umformt, geschnitten und gestanzt.
Bei diesen Prozessen werden neben der filmischen Verschmutzung auch partikuläre Verunreinigungen entstehen, wie z.B: Flittergrate, Schneidspäne sowie Fasern und allgemeiner Schmutz aus der Luft.
Die Anforderungen an die Sauberkeit sind sehr hoch, denn jeder nicht abgereinigte Partikel kann später zu einer Fehlfunktion in der Funktionsprozess führen.
Darüber hinaus erfolgt die Herstellung solcher Platten bei sehr hoher Produktionsgeschwindigkeit - also die Taktzeit pro Teil spielt hier eine sehr wichtige Rolle. Die Lösungen für die Teilereinigung müssen optimal in diesen Prozess integriert werden.
Wie wichtig ist es, die genaue Herkunft der Schadstoffe zu kennen, die wir entfernen wollen?
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir einen der wichtigsten Schritte bei der Herstellung von Bipolarplatten betrachten: Beim sogenannten „Fügen“, werden Anoden- und Kathodenplatte übereinandergelegt und in der Regel mittels Laser verschweißt. Bei diesem Schweißprozess können Verunreinigungen entstehen, die die spätere Funktion der Brennstoffzelle negativ beeinträchtigen.
Eine der möglichen Verunreinigungen, die auf einer solchen Bipolarplatte auftreten können, sind Schmauchspuren, wie sie im Bild zu erkennen sind. Diese entstehen in der Regel durch, auf der Oberfläche befindliche, Restorganik oder Ölanteile, die beim Schweißvorgang verbrennen. Hier gehen wir, von Ecoclean ein paar Schritte zurück, in die Produktion und schauen uns alle Prozessschritte genau an. Das machen wir, weil es wichtig ist, im Vorfeld zu erkennen, um welche Verschmutzungen es sich handelt. Mit unserer Erfahrung können wir unsere Kunden an dieser Stelle gut beraten, damit sie möglichst Öle einsetzen, welche sich später rückstandsfrei entfernen lassen. Unsere Lösungen betreffen somit nicht nur die Reinigung, sondern wir helfen auch dabei Produktionsprozesse zu verbessern.
Was können wir mit der für Bipolarplatten entwickelten industriellen Teilereinigungstechnologie noch sauber bekommen?
Mit unserer Technologie können wir nicht nur flache Bipolarplatten, sondern auch kubische Bauteile wie etwa Elektronikkomponenten oder auch -gehäuse, also diverse metallische Materialien mit hohen Sauberkeitsanforderungen und kurzen Taktzeiten, reinigen. Dazu gehören auch Bauteile wie Batteriezellbecher, Kühlkörper oder etwa Batterieverbinder (Konnektoren).
Auch das Reinigen von Kleinteilen, vorgestanzt als Endlosband, können am Stück gereinigt werden. Jeder nicht abgereinigte Partikel kann später zu Problemen führen. Daher sind die Reinigungsanforderungen sehr hoch und eine entsprechende Erfahrung und Expertise erforderlich.
Schauen wir uns an, wie Ecoclean den Fertigungsprozess unterstützen kann, indem wir die Produktion von Bipolarplatten beispielhaft betrachten:
Bipolarplatten für Automotive-Brennstoffzellen werden beispielsweise aus gepresstem Graphitpulver oder Edelstahllegierungen hergestellt. Die Oberflächen dieser Werkstücke sind in der Regel mit verschiedenen Substanzen und Elementen verunreinigt, die während des Herstellungsprozesses entstehen. Inzwischen haben wir eine Menge Erfahrungen hierzu sammeln können. In den folgenden Produktionsschritten zur Herstellung, wird das Coil-Material geformt und geschnitten. Hier verwendete Ölen und Emulsionen verunreinigen die Platten zusätzlich. Auch wie im letzten Post bereits erwähnt, können später beim Fügen der Platten Oxide und Schmauch entstehen.
Es ist überaus wichtig, die Platten vor den dann folgenden Prozessen, wie dem Beschichten etc., zu reinigen. Wir sind in der Lage die geforderte partikuläre Reinheit, Entfettung und Substanzfreiheit zu garantieren. Nur so wird sichergestellt, dass später eine dichte und perfekt beschichtete Bipolarplatte in der Brennstoffzelle ihren Dienst versieht, und die maximale Leistungsausbeute erreicht wird. Wir sind in der Endreinigung, der Oberflächenvorbereitung und -behandlung aktiv. Wir bieten Ihnen sehr effiziente Lösungen an.
Welche Reinigungsverfahren werden angewandt?
Auf dem Markt werden verschiedene Reinigungsverfahren angeboten. Unter Einbeziehung aller Vor- und Nachteile muss jeder Hersteller seine Entscheidungen sorgsam abwägen.
Eine auf dem Markt vorgestellte Lösungen ist zum Beispiel das CO2-Strahlen. Das sehen wir aber sehr kritisch, weil die Bipolarplatten meistens in PEM-Brennstoffzellen eingesetzt werden, um am Ende die CO2-Emissionen zu minimieren. CO2-Strahlen als Reinigungsverfahren einzusetzen ist möglich, aber aus unserer Sicht widersprüchlich, wenn man eigentlich etwas produziert, dass zu einer sauberen Umwelt beitragen soll. Der mitunter hohe CO2-Gas- und Pressluftverbrauch ist zudem ein Kostenfaktor, der vor einer Entscheidung zu bewerten ist.
Wir sehen dieses Verfahren eher als eine Teillösung, gut um z.B. gezielt Schmauchspuren in überschaubarem Umfang zu entfernen. Wir empfehlen nicht den gesamten Reinigungsprozess davon abhängig zu machen.
Andere Lösungen, die Hersteller entweder einzeln oder in Kombination verwenden können.
Mit Dampf, also Heißluftverfahren, haben wir sehr gute Ergebnisse bei der Reinigung von Bipolarplatten erzielt. Es handelt sich um ein schnelles Verfahren, mit hoher Wirksamkeit insbesondere in Bezug auf Flecken- und Substanzfreiheit bei gleichzeitig geringem Flüssigkeitsverbrauch. Richtig angewandt, lässt dieses Verfahren das Öl rückstandsfrei verdampfen. Hier sind die richtigen Temperaturverläufe entscheidend.
Je nach Oberfläche haben wir auch mit unserem sogenannten Hydro-Cleaning-Verfahren gute Ergebnisse erzielt. Dabei verwenden wir Düsen, die das Medium mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur abstrahlen.
Zur Ergänzung des Reinigungsprozesses setzen wir je nach Verunreinigung und Anforderung weitere Technologien wie Ultraschallreinigung, Druckwechselspülen oder auch Plasmareinigung ein.
Als System für die Reinigung von Bipolarplatten bieten wir neben wasser- oder lösemittelbasierenden Kammeranlagen wie der EcoCwave bzw. EcoCcore oder einer der Reihentauchanlagen der UCM AG, nun auch EcoCbelt der Baureihe GEN-2 an. Hierbei handelt es sich um eine Durchlaufreinigungsanlage, in der alle möglichen Prozessvarianten wie Spritzreinigen, Dampfreinigen, Plasmareinigen, Hydro-Cleaning, CO2-Strahlen und Trocknung bedarfsgerecht je nach Anforderung im Anlagenkonzept realisiert werden können. Das Transportsystem ist für empfindliche Bauteile, wie Elektronikkomponenten, Bipolarplatten, etc. ausgelegt.
Ist es möglich, Bauteile, Verunreinigungen und die Produktionsanforderungen im Voraus zu testen?
In unserem Kompetenzzentrum in Monschau sind wir in der Lage, Tests mit original verschmutzten Bauteilen sehr produktionsnah durchzuführen. Unsere Labore sind unter anderem mit Prüfverfahren wie Oberflächenspannung, Fluoreszenzanalyse und Infrarotspektroskopie ausgestattet. In unseren Anlagen werden nicht nur die Reinigungsprozesse, sondern auch die Taktzeiten getestet.
Fertigung in der Medizintechnik - Lösungen für die Reinigung, Passivierung inklusive Reinraum- und Verpackungssystemen.
Fabio Cordaro gewährt uns einen tiefen Einblick in die wichtigsten Themen der Medizinproduktherstellung.
Warum ist die Reinigung von Implantaten vor der Beschichtung ein kritischer Schritt im Herstellungsprozess?
Vor der Beschichtung müssen die Implantate gründlich von Verunreinigungen wie Ölen, Fetten, Rückständen von Bearbeitungsflüssigkeiten oder Partikeln gereinigt werden, die die Haftung beeinträchtigen und zu ungleichmäßigen Beschichtungen führen können. Die Verbesserung der Oberflächenhaftung spielt auch eine wichtige Rolle für die Haltbarkeit. Eine wirksame Reinigung trägt dazu bei, eine saubere und gleichmäßige Oberfläche zu schaffen, auf der die Beschichtung besser haften kann. Dies ist entscheidend für die langfristige Stabilität und Funktionalität des Implantats.
Eine gründliche Teilereinigung beseitigt potenzielle Kontaminationsquellen, die während des Herstellungsprozesses auftreten können. Dies ist besonders wichtig, um die Sterilität des Implantats zu gewährleisten und eine Infektion des Patienten zu verhindern.
Wie sieht es mit der Einhaltung von Vorschriften und Normen aus?
Wenn es um „Reinigung, Passivierung und Endverpackung“ geht, müssen sich Hersteller von medizinischen Geräten nach der FDA (Food and Drug Administration) in Amerika oder der MDR (Medical Device Regulation) in der EU richten, je nach Land. Hier sind einige der Gründe, warum die Einhaltung der Vorschriften für die Medizintechnik so wichtig ist:
- Ordnungsgemäße Verfahren zur Teilereinigung, Passivierung und sterilen Verpackung sind entscheidend, um Verunreinigungen zu vermeiden und die Produktintegrität während des gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten - zum Schutz der Gesundheit der Patienten. Diese Vorschriften gewährleisten hohe Qualitätsstandards im Herstellungsprozess.
- Die Vorschriften verlangen die Dokumentation und Rückverfolgbarkeit von Materialien und Prozessen, die bei der Herstellung von Medizinprodukten verwendet werden. Dies hilft den Herstellern, Probleme zu erkennen, die während des Herstellungsprozesses auftreten können. Mit anderen Worten: Immer genau wissen, was, wo und wann.
- Die Einhaltung der FDA- und MDR-Vorschriften ist häufig eine Voraussetzung für den Markteinstieg, nicht nur in den Vereinigten Staaten und der Europäischen Union, sondern auch in vielen anderen Ländern der Welt. Da MedTech-Hersteller weltweit tätig sind, müssen sie diese Vorschriften einhalten und benötigen einen Lieferanten, der ihnen bei der Navigation durch die Vorschriftenlandschaft helfen kann, anstatt nur Geräte losgelöst vom Gesamtprozess zu verkaufen.
Ecoclean hat ein Passivierungsverfahren mit der Bezeichnung Pulsated Pressure Passivation (PPP) entwickelt, das speziell auf die Bedürfnisse der Medizintechnik zugeschnitten ist. Wie funktioniert es und was sind die Vorteile für MedTech-Hersteller?
In der industriellen Teilereinigung arbeiten wir bereits mit einem Verfahren namens PPC (Pulsated Pressure Cleaning). Dabei wird der Druck in der Prozesskammer, die mit dem Reinigungsmedium gefüllt ist, verringert und erhöht, um die zu reinigenden oder zu spülenden Bereiche zu erreichen. Die Luftkontraktion wird genutzt, sobald die Kammer belüftet ist. Unsere Erfahrung mit diesem Verfahren haben wir genutzt, um eine Technologie für Passivierungsprozesse in der Medizintechnik anzubieten, die wir PPP (Pulsated Pressure Passivation) nennen. Diese ermöglicht es, die Oberfläche unabhängig von der Geometrie des Bauteils mit einer Schutzschicht zu versehen, da die Druckveränderung in der Prozesskammer dazu führt, dass die Passivierung chemisch in alle Hohlräume und Löcher fließt.
Das neue Passivierungsverfahren der SBS Ecoclean Gruppe ist ein Quantensprung für die Medizin- und High-End-Technologie.
Herkömmliche atmosphärische Verfahren reinigen und passivieren nur die äußere Geometrie der Teile.
Mit dem neuen Verfahren sind wir in der Lage, Implantate und Instrumente auch in Kapillaren, Innengeometrien und Blindbohrungen zu reinigen und zu passivieren.Gerne laden wir Sie in unser Anwendungslabor ein, um Ihnen dieses bahnbrechende Verfahren zu demonstrieren.
PPC und PPP sind patentierte, exklusive Reinigungs- und Passivierungsverfahren, die von Ecoclean entwickelt wurden!
In unserem Kompetenzzentrum in Monschau haben wir ein Testzentrum für Feinstreinigung. Was bieten wir dort an?
Ecoclean verfügt in Monschau (Deutschland) über ein voll ausgestattetes Technologiezentrum mit Reinraumlabor und validiertem Reinraum für die System- und Prozessentwicklung. Diese Einrichtung ermöglicht es uns, präzise maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Anwendungen in der Medizintechnik zu entwickeln. Darüber hinaus können unsere Lösungen leicht dupliziert werden, um sie an mehreren Produktionsstandorten zu implementieren.
Das Test Center bietet eine Reihe von Lösungen für die Reinigung und Verpackung von medizinischen Implantaten und Instrumenten. Hersteller finden hier unser gesamtes Portfolio, von lösemittel- und wasserbasierten Einkammersystemen bis hin zu mehrstufigen Ultraschallreinigungsanlagen. Mit dieser Infrastruktur können wir den besten Prozess für die Bedürfnisse der MedTech-Industrie evaluieren. Es ist wichtig, daran zu denken, dass eine der größten Herausforderungen für Hersteller von MedTech-Komponenten darin besteht, mit dem sich ständig ändernden regulatorischen Umfeld Schritt zu halten. Hier kommt die SBS Ecoclean Gruppe ins Spiel und bietet nicht nur die Technologie unserer Teilereinigungs-, Passivierungs- und Sterilverpackungssysteme, sondern auch qualifizierte Unterstützung bei der Erfüllung der Anforderungen und einen Rekalibrierservice, um die Produktion auf dem neuesten Stand zu halten. Und natürlich immer unter Einhaltung der neuesten MDR- und FDA-Vorschriften.
Welche Teilereinigungsanlage von Ecoclean für die MedTech-Industrie vereint innovative Technologie, Nachhaltigkeit und Präzision?
Ecoclean und UCM AG arbeiten gemeinsam an fortschrittlichen Reinigungssystemen für medizinische Geräte, insbesondere im Bereich der Endoskopie. Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist die UCMPerformanceLine, ein Ultraschall-Tauchreinigungssystem mit mehreren Kammern, das die hohen Sauberkeitsanforderungen für optische Linsensysteme in medizinischen Endoskopen erfüllt. Die UCMPerformanceLine wurde für die effiziente und präzise Reinigung kleiner, empfindlicher Teile wie beschichteter Linsensysteme entwickelt und stellt sicher, dass diese den strengen Sauberkeitsspezifikationen entsprechen. Das System verfügt über ein modulares Design für maßgeschneiderte Reinigung.
Was haben wir sonst noch in unserem Portfolio an Reinigungssystemen für die Medizintechnik?
Wir kombinieren die Technologien von Ecoclean und UCM AG, um Lösungen von A bis Z anbieten zu können, je nach Kundenanforderung und nach entsprechenden Versuchen in unseren Testzentren auf der ganzen Welt. Für die Vorreinigung von MedTech-Teilen und Komponenten verfügen wir über wässrige oder lösemittelbasierte Kammeranlagen wie die EcoCwave oder die EcoCore. Für die Teilereinigung nach der Endbearbeitung bieten wir die UCM-Inline-Tauchanlagen an und schließlich für die Endreinigung und/oder Passivierung unter anderem die UCMPerformanceLine. Für sehr kleine und komplexe Teile haben wir z.B. die UCMIndexLine - kurzum: Wir haben das richtige System für die gewünschte Anwendung.
Welche Technologien zeichnen die MedTech-Lösungen von Ecoclean aus?
Ecoclean unterscheidet sich von anderen Anbietern durch den Einsatz spezieller Software für medizinische Geräte, RFID-Technologie und akribische Prüfprotokolle. Diese Technologien stellen sicher, dass alle Anforderungen an die Identifizierung, Dokumentation und Rückverfolgbarkeit von Komponenten nicht nur erfüllt, sondern übertroffen werden. Unser Expertenteam bietet umfassende Unterstützung während des gesamten Qualifizierungsprozesses, einschließlich IQ (Installation Qualification), OQ (Operational Qualification) und PQ (Performance Qualification) auf Anfrage. Wir wissen, wie wichtig die Einhaltung von Vorschriften ist, und begleiten unsere Kunden bei jedem Schritt des Prozesses.
