Arnold Umformtechnik: CleanCon® ručí za „Technickou čistotu“
Požadavky na „Technickou čistotu“ u komponent, které jsou rozhodující pro funkci, rostou – Arnold Umformtechnik GmbH stanoví v podobě „CleanCon®“ měřítko pro čistotu konstrukčních prvků – má k dispozici vlastní, špičkově vybavenou zkušební laboratoř – zadání zkoušek jsou vyvíjena společně se zákazníky
(Forchtenberg) Společnosti Arnold Umformtechnik GmbH, specialisty na inteligentní spojovací řešení a dodavatele dílů pro automobilový průmysl, se zvláště dotýkají kvalitativní zadání směrnice VDA 19 „Kontrola technické čistoty – znečištění funkčně relevantních automobilových dílů prachovými částicemi“. V souvislosti s rostoucími požadavky zákazníků na problematiku „Technické čistoty“ – tedy znečištění na povrchových plochách konstrukčních dílů částicemi o maximální velikosti <200µm až 400µm - odstartovali specialisté na spojovací materiál z Forchtenbergu v úzké spolupráci s Fraunhofským institutem již v roce 2005 vývojový projekt. V rámci této spolupráce byla mimo jiné vyvinuta zkušební kriteria ke klasifikaci produktových vlastností na základě těchto směrnic. Díky intenzivní úvodní práci nyní Arnold disponuje díky vlastnosti čistoty CleanCon® zkušebními specifikacemi pro své produkty, které stanoví měřítko přípustného znečištění. Kvalitativní požadavky jsou tak prvně srovnatelné s ustanovením „Technická čistota“.
Vzhledem k trendu miniaturizace se konstrukční díly a celky stávají nejen menšími, ale současně také komplexnějšími a výkonnějšími. V mnohých případech jsou příčinou vadné funkce mechanických nebo elektronických konstrukčních dílů mikroskopicky malé částice. Rozhodující vliv na úroveň „Technické čistoty“ mají - vedle designu výrobku - montáž v aplikaci, manipulace a veškerá přeprava až k montáži, stejně jako balení. Zvláště při výrobě, zpracování a v logistice takzvaných C dílů - jako jsou šrouby a


matky - vznikají zbytkové nečistoty, které se jako rušivé pozůstatky ve formě větších nebo menších částeček usazují na konstrukčních dílech. Cílené ovládání částicových znečištění je pro Arnold již dnes důležitým předpokladem, jak v rámci celého výrobního procesu, zakončeného dodáním dílů zákazníkovi, dosáhnout požadované kvality.
Skupina Arnold je 100% dceřinou společností globálně působícího koncernu Würth, který s více než
60.000 zaměstnanců a 387 společnostmi dosahuje na celém světě zisku přes 7 miliard euro.
Čistota dílů jako znak kvality
Možnosti kontaminace částicemi jsou v celém řetězci tvorby hodnot rozmanité. Jestliže lze ovlivňující faktory při výrobě - například ocelového šroubu - ještě více řídit, vedou různé okolní podmínky - jako teplota a vlhkost vzduchu - u konstrukčně stejných produktů k různým výsledkům měření. Následující postupy povrchové úpravy a násypné procesy při kontrole a balení dílů se projevují jako zdroje dodatečného znečištění.
Pro odpovědné pracovníky společnosti Arnold Umformtechnik je „Technická čistota“ faktorem kvality, funkce a


životnosti produktů a konstrukčních celků. V popředí zájmu jsou zejména komponenty moderních automobilů, které jsou rozhodující pro funkci. Rostoucí požadavky na kvalitu zajišťují průběžná zlepšovací opatření. Inicializované činnosti sahají od designu, přes výrobu až k zabalení konečného produktu.

VDA 19
Směrnice VDA 19, která byla vypracována Střediskem řízení kvality (Qualitäts-Management Center - QMC) Svazu německého automobilového průmyslu (Verband der Deutschen Automobilindustrie - VDA) ve spolupráci s Fraunhofským institutem pro výrobní techniku a automatizaci (Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung - IPA), prvně popisuje kvantifikaci výrobou způsobených částicových znečištění jako jsou odřezky a prach. Filmovými kontaminacemi se nezabývá.
Směrnice VDA 19 se aplikuje na automobilové díly rozhodující pro funkci, jako jsou například komponenty palivových systémů, olejové okruhy, brzdné systémy, chladicí okruhy, hydraulické systémy a vzduchové systémy. Směrnice stanoví metody a postupy získávání a analýzy částic k posuzování a porovnávání „Technické čistoty“ povrchů a povrchových částí konstrukčních dílů. Zařazení stavu povrchu do „tříd čistoty“, tedy stanovení, jaké množství, velikost a druh částic je z pohledu technické funkčnosti pro určitý konstrukční prvek ještě přípustný, VDA 19 neupravuje.
Kalkulace nákladů / přínosů při stanovení limitních hodnot
V podobě VDA 19 byla v listopadu 2005 vypracována směrnice, která jako první popisuje kvantifikaci výrobou způsobených částicových znečištění, jako jsou odřezky a prach. Stanoví metody a postupy pro extrakci (= získání částic) a analýzu. Rozdělení, jakých třídy čistoty lze u jednotlivých produktů dosáhnout, ze směrnice VDA 19 nevyplývá. Určení limitních hodnot pro množství, velikost a druh částic, které jsou z pohledu technické funkčnosti přípustné, zůstává neošetřeno. Jejich stanovení zpravidla zajišťuje zadavatel, který disponuje nezbytným technicko-funkčním know-how a zná jak požadavky na produkt, tak i následky znečištění částicemi.
Protože spolu kvalita a náklady při provozně-ekonomických úvahách vždy kauzálně souvisejí, je význam stanovení limitních hodnot velikosti nebo množství částic s ohledem na cenovou kalkulaci komponenty stále větší. Fixace limitní hodnoty zbytkového znečištění je zpravidla závislá na využití v konstrukčním prvku, popřípadě na specifickém povrchu produktu. Čím jsou vyšší požadavky na „Technickou čistotu“, tím jsou vyšší náklady na produkt.
Elektronické a hydraulické konstrukční celky kladou výrazně vyšší požadavky na „Technickou čistotu“ jednotlivých prvků, než například mechanické díly. Částice o velikosti 200 µm, které se téměř rovnají síle lidského vlasu, mohou za určitých okolností významně ovlivnit elektrické
proudy na destičce opatřené úzkými příčnými řezy a vést k naprostému výpadku podřízených konstrukčních celků. Náležitě vysoké jsou požadavky zadavatele na limitní hodnoty těchto dílů, jež se musí respektovat při výrobě a distribuci. Přitom částice stejné velikosti by neohrozila funkčnost robustního mechanického spojení. Limitní hodnota požadavku na zbytkové znečištění je odpovídajícím způsobem mnohem nižší, což se projevuje ve výrazně příznivějších cenách.
„Technická čistota“ je znakem produktu
Vzhledem k dosavadním spíše paušálním požadavkům zadavatelů na limitní hodnoty příslušného stupně znečištění společnost Arnold Umformtechnik reagovala a v podobě CleanCon® vyvinula procesy k realizaci požadavků na čistotu. Zadavatelé tak mají prvně k dispozici zkušební postupy, při nichž se „Technická čistota“ klasifikuje jako znak produktu a je tak možné ji srovnávat. Spektrum vlivů na zkušební podmínky je široké. Standardní procesy lze realizovat jen zřídka. Obdobně individuální jsou požadavky, které se vyvíjejí společně se zadavatelem.
Limitní hodnoty musí být definovány v souladu s designem. Rovněž je třeba stanovit, kdy, kde a jak budou zkoušky provedeny. Totéž platí pro otázku rozsahu zkoušky v poměru k podílu povrchu. Musí se sjednat laboratorní podmínky a extrakční postup - čištění ultrazvukem nebo odstřikování - a způsob analýzy – gravimetrický nebo určení částic. Společnost Arnold na pomoc neposkytuje pouze své zkušenosti při rozhodování o zkušebních postupech a jejich individuálním vyvíjení, ale také zkušební laboratoř včetně zařízení.
Analytická filtrace k určení čistoty konstrukčních dílů
Ve většině případů se částice z konstrukčního dílu cíleně odstraňují kapalinou, aby částice mohla být technicky změřena. Tento postup se zpravidla provádí v ultrazvukové lázni. Částice se shromažďují v analytickém filtru, podle definovaného postupu se suší a rozdělení částic se – podle potřeby – hodnotí pomocí gravimetrie nebo mikroskopie. Výsledek měření do značné míry závisí na zkušební metodě. Schopnosti použitých měřidel hrají rovněž významnou roli. Zvolený zkušební postup musí být pečlivě dodržen.
Gravimetrie při vyhodnocení zbytkového znečištění
Výskyt částic na zkoušeném objektu se určuje hmotnostním přírůstkem. V této souvislosti se analytický filtr před a po filtraci suší a váží. Gravimetrie poskytuje pouze celkovou hmotnost nákladu částic, nepřináší však informaci o poměrech velikosti částice na analytickém filtru.
Popis u obrázku: váha měří s přesností 0,01 mg.
Mikroskopické vyhodnocení zbytkového znečištění
Vyhodnocení částicového filtru pomocí optického mikroskopu metodou prosvícení a nasvícení shora umožňuje rozlišení na kovové a nekovové částice. Výsledkem analýzy je počet a velikost odstraněných částic. Vzhledem k tomu, že funkci konstrukčních dílů mohou ohrozit byť jen ojedinělé nebo méně kritické částice, je nezbytný součet celkové plochy analytického filtru.
Popis u obrázku: automatické vyhodnocení částic v Arnold-Umformtechnik
Shrnutí
S CleanCon® jsou splněny požadavky na čistotu stanovené společností Arnold. Byla vyvinuta zkušební zadání, která jsou nezbytná a přispívají k ovládnutí mnohovrstvých ovlivňujících faktorů. Prvně byl vytvořen předpoklad pro srovnatelnost výsledků zkoušek zbytkového znečištění a stanovení definovaných limitních hodnot. Existuje tak proces, který současně respektuje kvalitu a náklady a podle požadavků připouští individuální produktové vlastnosti, které lze reprodukovatelně prokázat.
ARNOLD Umformtechnik GmbH & Co. KG
74670 Forchtenberg-Ernsbach · Carl-Arnold-Straße 25
Telefon +49 7947 821-0 · Fax +49 7947 821-111
Odpovědnost za obsah: Michael Pult
Rejstříkový soud: Stuttgart, HRA 590461 / DIČ: DE811657633
info[at]arnold-cz [punkt] com / www.arnold-cz.com