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Equipements de production & Techniques de fabrication > Nettoyage

Le nettoyage par jet de neige carbonique : une valeur sûre !

Publié le 15 mai 2018 par Patrick RENARD
Source : ACP
Le système d'ACP peut être mis en œuvre pour lubrifier, refroidir et nettoyer simultanément des implants et des composants en PEEK soumis à usinage.

Alternative écologique au nettoyage chimique par voie humide, la technologie cryogénique de l'Allemand ACP se révèle particulièrement adaptée au traitement de pièces médicales aux géométries complexes. 

Les dispositifs médicaux, qu'il s'agisse par exemple d'implants ou d'instruments de chirurgie, doivent être débarrassés de tous résidus de production avant stérilisation. Ils nécessitent donc un procédé de nettoyage efficace, mais aussi biocompatible et qui ne les endommage pas.

Le nettoyage classique chimique par voie humide montre souvent ses limites, notamment dans le cas de pièces présentant des géométries et des contours complexes, comme les alésages borgnes et les contre-dépouilles.

Un procédé doux, sec et sans résidu

C'est pourquoi ACP (Advanced Clean Production GmbH) a développé la technologie quattroClean par jet de neige carbonique, qui affiche de nombreuses applications dans le secteur médical. Il s'agit d'un procédé écologique, reproductible et bactériostatique, qui permet de traiter les surfaces les plus délicates en partie ou en totalité. Les pièces traitées sont sèches, ce qui permet leur stérilisation et/ou conditionnement immédiat.

Neutre sur le plan environnemental, le dioxyde de carbone (CO2) liquide est obtenu en tant que sous-produit de procédés chimiques industriels (comme la production d'ammoniac), ainsi que de procédés de production d'énergie à partir de biomasse.

Dans le système d'ACP, le CO2 liquide est guidé à travers une buse annulaire à deux composants. Il se détend à la sortie de la buse pour former de fins cristaux de neige carbonique (ininflammable, non corrosive et non toxique). Ceux-ci sont ensuite groupés par un jet d'air comprimé, gainés et accélérés à une vitesse supersonique. La technologie brevetée assure un effet de nettoyage uniforme, même sur de grandes surfaces où plusieurs buses sont alors utilisées.

Le jet de neige et d'air comprimé, dont la température est de -78,5°C, peut être concentré à des endroits très précis. Lorsqu'il entre en contact avec la surface à nettoyer, une combinaison d'effets thermiques, mécaniques et de sublimation se produit. Elle permet au système quattroClean d'éliminer efficacement et de manière reproductible les résidus de lubrifiants, les huiles de process, les pâtes à polir, les silicones et les agents de séparation, ainsi que les impuretés telles que copeaux, poussières et petites bavures. La basse température du jet de neige carbonique rend également le processus de nettoyage bactériostatique, contribuant ainsi à réduire le nombre de germes en surface.

La faible dureté de la neige carbonique permet en outre de nettoyer les composants les plus sensibles ainsi que les structures en filigrane, tout en ménageant le substrat. La force aérodynamique du jet évacue la saleté détachée du produit qui est ensuite extraite de la cellule de nettoyage avec le CO2 sublimé gazeux. Comme les pièces sont sèches à la fin du processus de nettoyage, elles peuvent être traitées ultérieurement ou stérilisées/emballées immédiatement.

Une solution pour toute une gamme d'applications

La technologie quattroClean a déjà fait ses preuves dans le nettoyage approfondi d'une large gamme de produits médicaux. A titre d'exemple, le système est utilisé en série comme étape finale de nettoyage de vis pédiculaires en titane. Il a également montré son efficacité en tant que processus de nettoyage final pour les composants d'endoscopes métalliques et plastiques.

Nettoyage d'un lab-on-chip.

Un autre domaine d'application est le micro-ébavurage et le nettoyage fin des dispositifs jetables en plastique pour le diagnostic et l'analyse. C'est le cas notamment des systèmes microfluidiques lab-on-chip. Le micro-ébavurage et le nettoyage fin constituent également un défi pour les dispositifs d'administration de médicaments innovants. La technologie quattroClean est ainsi utilisée pour traiter des dispositifs fabriqués à partir d'un film spécial en 3D contenant des réservoirs pour diffuser des médicaments par la peau.

Le système peut également être mis en œuvre pour lubrifier, refroidir et nettoyer simultanément des implants et des composants en PEEK soumis à usinage. En plus d'augmenter la productivité d'un tiers, le niveau de propreté des pièces est telle que, dans certains cas, l'étape finale de nettoyage peut être complètement supprimée.

L'efficacité de la technologie de nettoyage d'ACP a été prouvée au travers d'un test réalisé par l'Institut des sciences naturelles et médicales NMI à l'Université de Tübingen en Allemagne. L'évaluation finale de la propreté, de la concentration en particules, de la cytotoxicité par test BCA et de la fonctionnalité (structure de surface) a montré que la combinaison de produit chimique humide et de nettoyage ultérieur par jet de neige carbonique permettait d'obtenir les meilleurs résultats sur tous les échantillons de métal.

Un système adapté à la production
Grâce à sa conception modulaire, le système quattroClean peut être facilement adapté aux demandes des clients avec un très faible encombrement. Une unité de nettoyage nécessite en effet une surface minimale de seulement 20 x 20 cm (système d’aspiration des impuretés éliminées inclus). Cela permet d'intégrer des systèmes de nettoyage manuels, partiellement automatisés ou entièrement automatisés au sein des lignes de production, de montage et d'emballage existantes.

Des essais de nettoyage sont effectués au centre technique de l'entreprise pour déterminer avec précision tous les paramètres du procédé adapté à une application donnée, tels que les débits volumiques de l'air comprimé et du dioxyde de carbone, ainsi que la durée du jet. Les propriétés des matériaux et le type de saleté à nettoyer sont également pris en compte. Il est notamment possible de concevoir des systèmes destinés à être utilisés en salle blanche avec un système d'extraction spécialement adapté.


www.acp-micron.com

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