Fondamentaux –
La connaissance fait la différence

Ecoclean dispose de toutes les solutions possibles pour répondre au nettoyage chimique par voie humide. Que ce soit avec les installations de nettoyage utilisant des solutions aqueuses, des hydrocarbures respectueux de l’environnement, des alcools modifiés, des hydrocarbures chlorés ou les solvants polaires, le résultat est toujours le même : un nettoyage efficace quel que soit le type de salissures !

Les exigences croissantes relatives à la qualité des composants imposent des solutions de nettoyage Industriel toujours plus complexes. Avec l’intégration de solutions innovantes et personnalisées dans ses systèmes de nettoyage, Dürr Ecoclean répond aux exigences internationales de nombreuses industries telles que celles de la production de composants mécaniques, de l’aéronautique, du secteur médical, de l’industrie alimentaire, de l’électronique et celle de l’équipement de laboratoire.

Ecoclean fournit une solution adaptée pour chaque application :

• Systèmes automobiles (injection, systèmes de direction et de freinage, turbocompresseurs...)
• Pièces taillées dans la masse (usinage, fraisage, attaches...)
• Pièces non-métalliques (caoutchouc, céramique, plastique...)
• Pièces aéronautiques et militaires (pièces de moteur et de turbine)
• Pièces de précision (pièces médicales, optiques, outils, revêtement fin, micromécanique)

Systèmes de nettoyage fin utilisant des lignes de lavage à ultrasons par immersion et à plusieurs étapes, pour les industries de revêtement de surface, le secteur médical, optique et la micromécanique. Tous nos équipements répondent aux standards de propreté de substrat les plus élevés. Une conception modulaire sophistiquée permet à ces systèmes d'être rentable et d'être adapté individuellement à n'importe quelle application ou besoin.

UCM (membre du Groupe Ecoclean) fournit une solution adaptée à chaque application :

• Micromécanique (pièces mécaniques, industrie aéronautique, automobile, horlogerie et bijouterie)
• Technologie médicale (implants médicaux, instruments chirurgicaux, canules...)
• Optique de précision (lentilles, miroirs, prismes, masques)
• Industrie de revêtement de surface (plaquettes amovibles/réversibles, pièces automobiles, pièces de robinetterie)

Pour répondre aux exigences spécifiques de l'industrie automobile et de ses fournisseurs, Ecoclean développe et produit des systèmes d'ébavurage et de nettoyage à base aqueuse pour des pièces produites en grandes et en moyennes séries pour le groupe motopropulseur, par exemple. Avec des cellules robot modulables et en utilisant l'expertise innovante de nos centres technologiques, nous adaptons les différents process pour répondre parfaitement à chaque besoin de nettoyage.

La qualité et la sécurité opérationnelle des automobiles et véhicules utilitaires dépendent de la propreté des composants individuels. Les systèmes de nettoyage sont donc personnalisés en fonction du cahier des charges de chaque client.

Ecoclean fournit la solution adaptée à chaque application de nettoyage de pièces:

• Pièces automobiles pour moteur et transmission (par exemple culasse, vilebrequin, arbre à cames, boîte de vitesse, boîtier....)
• Systèmes automobiles (par exemple injection, systèmes de freinage et de direction, turbocompresseur...), les pièces de carrosserie (châssis, amortisseurs...)
• Des pièces aéronautiques et militaires (par exemple des pièces de moteur et de turbine)

Notre Département Traitement de Surface fournit des équipements pour l'activation avant revêtement, le décapage et le conditionnement de surfaces.

Ecoclean offre des solutions et des technologies pour chaque application :

• Moteur automobile et pièces de transmission (culasse, vilebrequin, arbre à cames, engrenages, boîtiers....)
• Systèmes automobiles (injection, systèmes de direction et de freinage, turbocompresseurs...)
• Pièces de carrosserie (châssis, amortisseurs...)
• Pièces taillées dans la masse (usinage, fraisage, attaches...)
• Pièces non-métalliques (caoutchouc, céramique, plastique...)
• Pièces aéronautiques et militaires (pièces de moteur et de turbine)

Les détergents aqueux non polluants jouent un rôle prépondérant dans les nettoyages intermédiaires et finaux des pièces. On les sélectionne en priorité quand les volumes de nettoyage sont importants et/ou si des opérations de nettoyage de précision doivent être réalisées.

Pour le nettoyage des surfaces dans l'industrie métallurgique, les médias alcalins d'un pH >7 sont le plus souvent utilisés. Ils enlèvent les pollutions organiques comme les graisses, huiles et cires ainsi que les résidus anorganiques comme les copeaux de métaux et les salissures. Les détergents hautement alcalins ont un pouvoir dissolvant sur les impuretés organiques nettement supérieur aux détergents faiblement alcalins.

Le pH des détergents acides est <6. Ils décollent efficacement les impuretés anorganiques (par exemple les abrasions de métal, pigments, poussières) ainsi que les oxydations de surfaces -notamment la rouille et la calamine.

Les détergents neutres ont généralement un pH compris entre 6 et 9. Ils sont utilisés pour le nettoyage et le dégraissage de l'acier, de la fonte, des alliages légers, des métaux non ferreux, du verre, de la céramique et des plastiques. Leur pouvoir dégraissant est généralement plus faible que celui des détergents alcalins. Pour obtenir un nettoyage optimal, nous intégrons des applications mécaniques dans nos installations comme par exemple les Ultrasons ou le lavage par turbulences forcées.

Nous effectuons des tests de nettoyage pour garantir la compatibilité des matières. Les systèmes de nettoyage utilisant les détergents aqueux sont les installations de type tunnel, les installations à immersion à une et plusieurs cuves.
 

Le nettoyage aux solvants chlorés fait partie des classiques du nettoyage industriel de pièces. Leur réussite est basée sur les propriétés suivantes:

• Action dégraissante très efficace
• Faible tension superficielle
• Séchage rapide des pièces
• Pas de point éclair

Pour éviter tout risque pour la santé et l'environnement, l'utilisation d'hydrocarbures chlorés est réglementée par le 2ème décret fédéral sur la protection contre les émissions (BImSchV). Celui-ci stipule que le nettoyage doit être réalisé dans une installation fermée garantissant que la zone de déchargement soit débloquée seulement à une concentration de solvant inférieure à 1 gramme par mètre cube d'air.

Avec le déplacement intégré des volumes d'air process (PLV), nous proposons un système exclusif particulièrement efficace et non polluant. Celui-ci permet le fonctionnement sans aucun rejet d'air des installations de nettoyage HCC sans filtre à charbon actif. L'utilisateur en retire plusieurs avantages:

• Economies sur les coûts d'exploitation
• Faible consommation en stabilisants pour le solvant
• Pas d'arrêts causés par l'installation

Les hydrocarbures chlorés autorisés selon le 2e BImschV sont le perchloréthylène, le trichloréthylène et le chlorure de méthylène. Le trichloréthylène est classé cancérigène depuis 2002 et doit donc être remplacé (obligation de substitution).

La conception des installations prévue pour un process à plusieurs étapes - Nettoyage, rinçage, dégraissage à la vapeur et séchage - leur confère également une efficacité pour le nettoyage de précision.
 

Le terme d'hydrocarbures (HC) désigne souvent les solvants halogénés utilisés dans le nettoyage de pièces. Puissance de nettoyage optimale, respect de l'environnement et faibles coûts de fonctionnement: ils constituent une alternative intéressante aux hydrocarbures chlorés.

Ces hydrocarbures sont en partie inflammables et sont utilisés à partir d'un point éclair supérieur à 55°C. Les mesures de protection contre les explosions ne sont pas requises si le solvant est utilisé à des températures inférieures de 15°C maximum à son point éclair. Pour des applications à températures plus élevées, le risque d'explosion est exclu par l'utilisation d'un système de dépression (sous-vide).

Les installations de nettoyage aux hydrocarbures de Dürr Ecoclean sont utilisées avec succès depuis de nombreuses années, notamment pour des applications très exigeantes comme le nettoyage de précision. Les installations à une cuve sont équipées pour un process de nettoyage à plusieurs étapes -Nettoyage, rinçage, dégraissage à la vapeur et séchage sous vide.

Conformément au principe "Pollution + solvant de même nature = meilleur résultat", le meilleur résultat contre les pollutions non polaires (huiles et graisses) est obtenu avec des produits de nettoyage non polaires comme les hydrocarbures chlorés et les hydrocarbures non halogénés. Par contre, pour les impuretés polaires comme les sels et émulsions, les meilleurs résultats de nettoyage sont obtenus avec l'eau, qui est extrêmement polaire.

Entre ces deux extrêmes, il existe diverses applications de nettoyage pour lesquelles les solvants, partiellement polaires, peuvent être utilisés. Ces solvants mono-composants sont particulièrement appropriés aux émulsions, huiles / graisses naturelles et mélange de pollutions.

Le dégraissage à la vapeur a lieu dans la chambre de travail fermée d'une installation de nettoyage aux HC ou HCC. Il est recommandé pour le nettoyage de pièces faiblement contaminées par des huiles, des graisses, des émulsions, etc.

Le solvant est chauffé jusqu'au point éclair et la vapeur de solvant formée est dirigée vers les pièces à laver. La différence de température entre la vapeur chaude et la pièce froide entraîne la condensation du solvant à la surface de la pièce. Un effet de rinçage est ainsi produit avec du condensat de solvant pur.

Des boîtes de flux laminaire sont dans le toit de l'installation, au-dessus de la zone la plus propre afin d'obtenir le moins de particules possible dans l'air. Les boîtes sont habituellement installées depuis le dernier bac de rinçage jusqu'à l'étape séchage et à la position de déchargement afin d'assurer la meilleure propreté pour les pièces. Les boîtes à écoulement laminaire sont un élément typique d'une application de salle blanche et permettent à l'installation de nettoyage d'y être implantée directement.

Ce procédé est utilisé dans quasiment toutes les installations de nettoyage qui doivent réaliser le pré-nettoyage de pièces fortement encrassées de copeaux, huile ou émulsion. L'objectif de cette première étape est d'enlever le gros des impuretés adhérentes.

Cette opération est généralement sélectionnée comme première étape d'un process complet. A ce stade, les injecteurs sont positionnés pour arroser la pièce de façon générale, c'est à dire de façon non ciblée.

L'injection se fait avec de l'eau à une pression entre 3 et 15 bars, les injecteurs peuvent être choisis à fente ou à jets pleins. Les débits volumiques élevés ainsi que l'implantation des injecteurs permettent à l'eau de bien pénétrer dans les corps creux, même de pièces très complexes.

"Sortir" lentement les composants du dernier bac de rinçage le plus propre. La tension superficielle de l'eau permet de sortir du média des pièces aussi sèches que possible. Dans ce processus de rinçage, l'eau déminéralisée doit être absolument "sans gaz" et aussi pauvre en particules que possible. La sortie des pièces est une étape nécessaire du process de nettoyage dans de nombreuses industries notamment en optique de précision.

Le nettoyage sans produit liquide est souvent utilisé comme nettoyage intermédiaire ou pré-nettoyage. Sont ici enlevées les impuretés qui peuvent avoir un effet néfaste sur le procédé suivant (par exemple, pour le montage de consoles terminales ou bagues de sièges de soupapes).

Lors de ce procédé, les impuretés sont décollées des pièces avec une technique du vide ou d'air comprimé. Ce procédé a pour objectif d'enlever les copeaux, huiles ou émulsions sans appliquer de produit sur les pièces.

Les impuretés sont décollées par soufflage lors du nettoyage à l'air comprimé. Pour le nettoyage sous vide, les impuretés sont aspirées brusquement par un vide déjà existant. L'avantage de ces deux procédés est l'absence de chaleur introduite dans la pièce, ce qui rend inutiles les séchage et refroidissement. Ce procédé économique peut être facilement intégré à la ligne de production mécanique.

Dans le procédé PPC, la pression dans la chambre de traitement, qui est remplie de produit de nettoyage, est réduite puis augmentée à nouveau à de courts intervalles. Cela crée deux effets pour le nettoyage des composants :

1) L'air restant dans la chambre est évacué, créant une dépression. Cela provoque l'expansion de l'air dans le composant. Si la chambre est maintenant ventilée, l'air dans le composant se contracte à nouveau et aspire le fluide dans le composant (par exemple, les structures capillaires). En répétant cycliquement le processus, les zones peuvent être nettoyées et rincées là où il serait autrement difficile d'atteindre le milieu liquide.

2) Un autre effet de nettoyage se produit lorsque la pression dans la chambre de travail est réduite jusqu'à ce que des bulles de vapeur se forment. Une augmentation rapide de la pression (au-dessus de la pression de vapeur) arrête rapidement ce processus d'ébullition et les bulles de vapeur s'effondrent. Ces changements de pression sont exécutés à plusieurs reprises. Lorsque les bulles se forment sur la surface du composant, le fluide est déplacé ; lorsque la bulle s'effondre, le fluide s'écoule vers ces points et élimine la saleté. La variation de pression dans le milieu liquide est indépendante de la géométrie du composant, c'est-à-dire que la formation de bulles a également lieu dans les zones couvertes/ombragées (par ex. cavités, alésages), de sorte que des bulles se forment également ici.

Une seule étape pour une propreté filmique : avec le plasma à basse pression, Ecoclean propose une technique de nettoyage combinée qui associe le nettoyage chimique par voie humide à une étape ultérieure de nettoyage au plasma dans un seul système de nettoyage. Cette technique s'applique aux pièces en acier, en aluminium, en verre, en céramique ainsi qu'à d'autres matériaux qui sont nettoyés en vrac ou sur des supports de pièces disposés. Étant donné que pratiquement tous les composants nécessaires à cette technologie de nettoyage - par exemple, le vide, l'équipement de mesure et de contrôle - sont déjà en place dans les machines de nettoyage chimique par voie humide du fabricant, le coût supplémentaire et l'effort d'ingénierie restent modestes.

Les avantages du procédé intégré de nettoyage au plasma pour le dégraissage ultrafin sont en revanche considérables : grande souplesse d'utilisation, réduction des temps de traitement, faibles coûts d'investissement et d'exploitation, et construction très compacte de l'équipement.

Le procédé : le nettoyage est d'abord effectué comme d'habitude par un procédé humide à base de solvant, suivi d'un séchage sous vide de toutes les pièces. La chambre de travail est ensuite rincée et sa pression interne est réduite à moins de 1 millibar, après quoi le gaz de traitement (par exemple, de l'air ambiant filtré ou de l'oxygène) est introduit et le plasma est allumé. En raison de l'excitation par le gaz de traitement, un plasma d'ions à haute énergie et d'électrons libres - ainsi que d'autres particules réactives - est ainsi formé dans le vide. Les contaminants présents sur la surface de la pièce, tels que les résidus de graisse ou d'huile, sont attaqués chimiquement et transformés en composés volatils. Dans le même temps, le rayonnement UV du plasma exerce également un effet nettoyant, par exemple en décomposant les hydrocarbures à longue chaîne. Les produits de décomposition gazeux du traitement au plasma sont extraits de la chambre de travail par aspiration.

Grâce à la combinaison du procédé humide et du nettoyage au plasma, l'énergie de surface libre, qui est essentielle pour obtenir une force d'adhérence optimale, peut être augmentée de 50 à 80 mN/m en une seule étape du processus.

La plage d'utilisation du nettoyage à haute pression se situe généralement entre 300 et 700 bars. Bien entendu, il existe des applications en dessous et au dessus de cette plage de pressions. Mais celles-ci ne seront pas précisées dans le présent document.

Une application haute pression peut s'avérer nécessaire pour enlever efficacement les paillettes et bavures que provoque l'usinage avec des machines-outils. Pour les pièces an aluminium, on utilise des pressions de 300 bars environ et pour les pièces en acier ou en fonte, jusqu'à 700 bars.

L'objectif de ce traitement est de décoller et d'emporter les bavures adhérentes dans les zones critiques. Les bavures qui ne sont pas éliminées à cette pression et par ce traitement ciblé sont généralement des bavures incrustées. Enlever les restes de sable sur les pièces en fonte est une autre application possible.

Le nettoyage haute pression peut aussi être réalisé à des pressions plus basses. Il permet de décoller et emporter les salissures tenaces à la surface des pièces (par exemple, la calamine ou les grattons de soudure). Les pressions utilisées dépendent du degré d'encrassement et sont généralement déterminées par essais.

Le nettoyage par aspersion est un procédé classique inclus dans la plupart des systèmes de nettoyage. L'énergie cinétique du jet améliore l'action des détergents utilisés en délogeant l'origine de la pollution de la surface de la pièce.

Le nettoyage par aspersion est utilisé dans la plupart des systèmes de nettoyage industriel. Des applications globales ou plus précises se font à des pressions comprises entre 2 et 20 bar. Au-delà de cette tranche, le procédé est alors appelé nettoyage haute-pression, mais la transition de l'un à l'autre est fluide.

Les résultats de nettoyage dépendent de la précision avec laquelle les buses sont dirigées sur la surface à nettoyer. Ceci est particulièrement vrai pour les applications d'extrême précision. Nettoyer des trous de perçage profonds ou des trous borgnes nécessite une application ciblée du fluide. Un mouvement relatif entre la pièce et la buse peut également améliorer les résultats de lavage.

Pour atteindre des standards de propreté particulièrement élevés, un nettoyage par aspersion classique peut être également utilisé en étape finale du process de nettoyage. Ainsi, toutes les particules fines même tenaces seront enlevées.

Les pièces à géométrie complexe comme les trous borgnes, contre-dépouilles sont nettoyées par immersion la plupart du temps. Contrairement au nettoyage par injection qui se fait surtout aux détergents aqueux, le nettoyage par immersion s'effectue aussi aux solvants.

Lors de l'immersion de la pièce dans le bain de nettoyage, les impuretés adhérentes sont enlevées en premier lieu par action chimique du média. En fonction de l'application, les ultrasons ou le lavage par turbulences forcées peuvent renforcer encore l'efficacité du nettoyage.

Le procédé de nettoyage aux ultrasons permet d'atteindre les meilleurs résultats de nettoyage.

Les pièces à laver sont soumises aux ultrasons dans un bain contenant du produit de nettoyage adapté et dans lequel est installé un générateur sur les parois ou au fond du bain de nettoyage. Les ondes ultrasoniques agissent par effet de cavitation: des vibrations engendrent la formation de minuscules cavités dans le liquide soumis aux ultrasons qui implosent immédiatement. Se produisent alors des turbulences et courants forts qui font littéralement "sauter" les particules sales présentes sur la pièce à laver. Principe d'action du nettoyage: Plus la fréquence est basse, plus la bulle de cavitation est importante et plus l'énergie libérée est importante.

Les ondes sonores nettoyantes sont utilisées par exemple dans la mécanique de précision, pour les ensembles électriques et électroniques ainsi qu'avant le traitement galvanique.

L'oscillation est un mouvement des pièces pendant l'immersion des pièces dans le média de nettoyage. En outre, les particules sont balayées de la surface de la pièce pendant l'oscillation.