Besondere Flutreinigungsverfahren: Zyklische Nukleation (CNp)

Ein ganz neues und daher noch weniger bekanntes Verfahren ist die „Zyklische Nukleation“ (CNp). Sie bietet für jene Aufgabenstellungen eine prozesssichere Lösung an, die bisher mittels der wasserbasierten Reinigungstechnik nicht und ggf. auch mit lösemittelbasierter Technik nur schwer zu erreichen war.

CNp erzeugt Kavitation und Strömungen in komplexen Geometrien

Bei der CNp-Technologie (Cyclic Nucleation process) handelt es sich um ein in den USA und China patentiertes und in Europa zum Patent angemeldeten Vakuum-Flutreinigungsverfahren. Dieses arbeitet nach dem Prinzip der Zyklischen Nukleation, einem Wechseldruckverfahren mit besonderen Stärken bei der Reinigung von kapillaren Strukturen und komplexen Geometrien, wie sie überall in der industriellen Produktion vorkommen. Die wirksamen Mechanismen zeigen sich zum einen durch den kavitätischen Effekt unmittelbar auf der gesamten medienberührten Bauteiloberfläche sowie zwischen dem Bauteil und der Verunreinigung. Des Weiteren durch die Erzeugung eines asymmetrischen Volumenstroms in kapillaren und damit schwer erreichbaren Bauteilbereichen.

So ermöglicht die Zyklische Nukleation nicht nur in den klassischen Bereichen der Fein- und Feinstreinigung (Elektronik-/Halbleiterindustrie, Medizintechnik und optischen Industrie) seither unerreichte Ergebnisse. Sie bietet auch in anderen Branchen (wie etwa Automotive), die sich „normalen“ partikulären und filmischen Anforderungen zu stellen haben, ein großes Potenzial im Vergleich zu den herkömmlichen Methoden. Denn kapillare Bedingungen können auch bei dicht gepackter Ware oder eng liegender Schüttware bestehen und stellen bei den bisherigen Verfahren eine Herausforderung für die Reinigungs-, Spül- sowie Trocknungsprozesse dar. Feine Bohrungen, z. B. in der Kraftstoff-Einspritztechnologie, oder verdeckte und komplexe Innengeometrien, wie in Kühlelementen, lassen sich mittels des CNp-Verfahrens definitiv auf ein höheres Reinheitsniveau bringen.

Wirkweise

Der CNp-Effekt lässt sich mittels bekannter klassischer verfahrenstechnischer Grundprinzipien erzeugen, indem eine mit Medium (z. B. eine Reinigungsflüssigkeit) gefüllte, geschlossene Kammer mit Unterdruck beaufschlagt wird. Die hierbei entstehenden Gasblasen bilden sich auf alle reaktiven Oberflächen, auch in komplexen Strukturen wie etwa Kapillaren und Bohrungen. Bei plötzlicher Wegnahme des Unterdrucks fallen diese wieder in sich zusammen (implodieren) und erzeugen einen Druckschlag (kavitätischer Effekt) mit einer spürbaren mechanischen Wirkung auf der gesamten Bauteiloberfläche – gerade in verdeckten oder kapillaren Bereichen.

CNp basiert auf dem asymmetrischen Volumenstrom (oben) und auf dem kavitätischen Effekt direkt auf der Oberfläche (unten).

Der entscheidende waschmechanische Effekt, die eigentliche Neuerung, besteht in der Bestimmung eines fest eingestellten Zykluses zwischen einem definierten unteren Schaltpunkt im Vakuum und einem oberen Schaltpunkt im Unterdruck oder ggf. auch im Überdruck, der beliebig oft wiederholt und variiert werden kann. Daher der Begriff „Zyklische Nukleation“. Bei den physikalischen Effekten handelt es sich prinzipiell um dieselben, wie sie bei den bekannten Ultraschallprozessen auftreten. Der Kavitationseffekt ist zwar tendenziell schwächer, allerdings entfaltet sich dieser auch zwischen der Verunreinigung und dem Substrat – und das auf der gesamten Bauteiloberfläche, auch im Innenraum von komplexen 3D-Strukturen, in den Ultraschall nur bedingt vordringen kann. Dieses Verfahren kann somit allein oder auch ergänzend zu klassischen Reinigungsverfahren angewendet werden.

Ultraschall entfaltet seine starke Wirkung unmittelbar im beschallten Bereich. CNp wirkt zusätzlich in verdeckten Bereichen und auch zwischen der Verunreinigung und der Bauteiloberfläche.

 

 

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