Kleine Partikel, große Schadwirkung: Die wachsende Bedeutung der Technischen Sauberkeit von Bauteilen7 | 09 | 22
100%ige Sauberkeit gibt es nicht. Selbst nach hingebungsvollstem Reinigungseinsatz am Objekt bleiben kleinste Verunreinigungen – so genannter „Restschmutz“ – zurück. Eine Tatsache, die besonders Verantwortlichen in Industriezweigen mit sehr hohen Qualitätsanforderungen ein Dorn im Auge ist. Im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik, der Zahn- und Medizintechnik, der Elektronik und Elektrotechnik und natürlich auch in der Automobilindustrie werden deshalb gerne genau definierte Anforderungen an Zulieferer gestellt. Dabei wird exakt festgelegt, wieviel Restschmutz sich auf einem Bauteil befinden darf und gegebenenfalls toleriert werden kann.
Der Grund ist einfach zu verstehen: Verunreinigungen in Form von Fremdpartikeln tragen ab einer gewissen Partikelgröße ein enormes Schädigungspotenzial für ganze Baugruppen in sich. Der berühmte „Sand im Getriebe“ kann zu wirtschaftlichem Totalschaden führen.
Um das Risiko eines Feldausfalls zu minimieren, werden Prüfungen der Technischen Sauberkeit gemäß VDA 19.1, ISO 16232, IATF 16949 oder nach individuellen Kunden- bzw. Lieferanten-Anforderungen durchgeführt. Die Partikel werden mit einem für das Bauteil geeigneten Verfahren (Spritzen, Spülen, Ultraschall) von der Oberfläche abgelöst, mit einem technischen Analysefilter aus dem Extraktionsmedium entnommen und nach der Trocknung gravimetrisch und/oder lichtmikroskopisch analysiert.
In Fällen, in denen es nicht ausreicht, die Partikel als metallisch und nicht-metallisch zu klassifizieren oder in denen der abrasive Charakter eine relevante Bewertungsgröße ist, kann eine weiterführende Analyse im Rasterelektronenmikroskop (REM) mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) erfolgen. Hierbei wird für jedes Partikel ein EDX-Spektrum aufgenommen und das Partikel anhand dessen der entsprechenden Materialklasse zugeordnet. Abrasive Partikel wie Silikate, Glasfasern und Aluminiumoxide (Korund) werden hierbei als eigene Klasse geführt und sind somit leicht zu identifizieren. Zudem können exemplarische Partikel auf Wunsch des Auftraggebers im Rückstreuelektronenkontrast (BSE) dokumentiert werden.
Mögliche Partikelquellen können auf diese Art und Weise eingeordnet und Lösungsvorschläge erarbeitet werden. Damit aus kleinen Partikeln kein großer Schaden wird.
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Über die Autoren:
Dr. Norbert Schindler ist Leiter der Abteilung Schadensanalytik und Entwicklung der RIO GmbH, einem Labor mit ca. 50 Mitarbeitern im Siegerland. Er ist Mitinhaber eines Patentes für ein Partikel-Normal mit dem die Qualität von Sauberkeitsanalysen überprüft werden kann. Mit seinem Team entwickelt er Mess- und Fertigungsverfahren, welche helfen, die Lieferqualität von Bauteilen zu überwachen und zu bewerten. Norbert Schindler hat an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg Physik studiert und am Lehrstuhl für Vakuumphysik und -technik promoviert.
Jens Wunderlich ist Projektleiter in der Abteilung Schadensanalytik und Entwicklung bei der RIO GmbH im Team von Herrn Dr. Schindler. Er war an der Entwicklung der wasserlöslichen Trägersubstanz für das Partikel-Normal beteiligt und ist zertifizierter VDA QMC Prüfer für Technische Sauberkeit. Vor seiner Tätigkeit bei der RIO GmbH schloss Jens Wunderlich sein Masterstudium im Studiengang Chemistry an der Universität Siegen ab.
Über den Autor: Dr. Norbert Schindler
