勀傑科技團隊 翻譯/整理
品質控制還是工藝監控？
在製造複雜的機械設備時，每個零部件都遵循最高的品質標準並始終表現要如預期一樣。然而，高品質的保證是一個嚴峻挑戰，需要大量的投資和工程技術。
為了減少浪費並提高工廠的生產效率，品質控制已經從生產結束時的驗證步驟發展為對某些零部件失敗的環境原因進行主動檢查。這種方法被稱為工藝監控，它包括一系列旨在防止製造不符合品質標準的零件的產生。
製造過程中的顆粒：品質工程的噩夢
為了確保高品質的零件，最常見的檢查方式之一是潔淨度分析。這是根據ISO 16232 或VDA 19（適用於德國市場）進行的，包括檢查製造出的零部件是否存在污染顆粒。
這些顆粒對機械設備的長期使用構成威脅，因為它們可能會產生刮痕，阻塞噴嘴或造成接觸短路。因此，該分析在流體循環系統、高速運動零件和印刷電路板（PCB）的零件製造中至關重要。
為了確保零件不會將顆粒引入機械設備，會對認為是主要的零部件進行分析，以檢測污染物的存在。這個分析包括三個階段：
(1)從生產現場提取零部件，並在技術零件清洗機中使用有機溶劑清洗，以確保樣品中的所有物質都被去除。
(2)將含有污染物的水過濾，並將所有顆粒汲取在一個濾紙上（通常是尼龍或硝化纖維，直徑47mm）。
(3)將濾紙準備好進行分析，並使用一系列儀器掃描以確定污染物的數量。
然後，分析污染物並與閾值進行比對，以確定是否需要在工廠內執行任何形式的改善，避免製造出不符合品質標準的零件而需報廢。
用戶選擇進行潔淨度分析的原因
許多日本製造公司成功的秘訣在於對追求最高品質標準的精神，而這些用戶也不例外。當被問及為何要在製造過程中引入潔淨度分析時，他們回答道：「為了保護產品性能。」同時，他們也解釋了小顆粒物質的存在如何對元件壽命產生負面影響。「當小顆粒物質進入零件之間的間隙，可能會影響到零件的移動。」這是製造環境中出現污染物會產生的許多負面影響之一。
以往對於潔淨度通常使用兩種方式：重量污染物分析的「重量法」和計算顆粒數量的「光學法」。 隨著SEM 和EDS 技術的引入，現在能夠調查更小顆粒的存在，以及區分高硬度的顆粒。
像氧化鋁（Al2O3）、碳化矽（SiC）、二氧化矽（SiO2）和玻璃等硬顆粒是最危險的污染物之一，因為它們更容易在表面造成刮痕或影響零件移動。控制此類材料的挑戰，在於其中一些材料具有高透明度或低對比度（與濾紙相比），光學顯微鏡無法檢測到它們。
帶有EDS 的SEM 自動解決方案使用戶能夠識別每一個污染物並提取其化學成分，這些化學 成分反映了顆粒的材料。這讓團隊能夠精確地監測在清洗過程中收集到的硬顆粒數量。
「由於對顆粒組成的瞭解，我們減少了來自硬顆粒的風險，並以前所未有的方式改善了我們的產品線。」透過瞭解污染物的化學成分能夠識別出其來源，並在污染物達到臨界水平之前進行處理。
這種預防性的方法幫助客戶提高了生產效率，同時降低報廢零件的數量及成本，並連帶減少了對環境的影響。「由於分析的速度，客戶迅速取得投資回報。因此，及時提供關鍵資訊對生產線的介入頗具重要性。」
需要潔淨度分析的真正原因
–為了確保製造出符合最高品質標準的零部件，製造業必須進行潔淨度分析，以檢查製造零件中是否存在污染顆粒。
–污染顆粒可能會對機械設備的正常運行產生負面影響，例如造成刮痕、阻塞噴嘴或造成接觸短路，潔淨度分析可確保產品性能。
–透過潔淨度分析，可以確定零部件是否符合品質標準，並在必要時進行維護干預，以避免製造出不合格的零件。
例如在日本一家汽車空調系統製造公司，他們引入了Thermo Scientific Phenom ParticleX TC 桌上型掃描電子顯微鏡，以進行潔淨度分析。這項決定是為了保護產品性能，並且使他 們能夠更準確地監測和管理污染物的存在，進而改進產品品質。
–藉由使用SEM 和EDS 技術，能夠識別並分析污染物的化學成分，進而找出污染源，實現了 更精確的材料分析，並提高了生產效率。
–這種技術的引入不僅幫助該公司減少了報廢零件的數量和成本，還有助於減少對環境的影響，並縮短了新產品上市時間。
結論
除了汽車製造業、半導體、電子製造業外，還有許多其他行業也需要技術清潔分析，以確保產品的品質和性能。這些行業包括：
(1)醫療器械製造業：醫療器械的清潔和消毒影響重大，才能確保安全和有效性。潔淨度分析可以用於檢查醫療器械中是否存在污染顆粒或其他有害物質。
(2)製藥業：藥品製造過程中必須保持高度的清潔和衛生，以確保藥品的純度和品質。潔淨度分析可以幫助檢測藥品中是否存在任何污染物，從而確保藥品的安全性和有效性。
(3)電子製造業：在製造電子設備和元件時，必須避免污染物對設備性能的負面影響。潔淨度分析可以用於檢測電子設備中是否存在污染顆粒，並確保產品的品質和可靠性。
(4)食品製造業：食品安全是食品製造業的首要任務，而污染顆粒或其他有害物質可能會對食品產生不良影響。潔淨度分析可以用於檢測食品中是否存在任何污染物，從而確保食品的安全和品質。
總之，任何需要確保產品品質和性能的行業都可能需要進行潔淨度分析，以檢測並管理污染物的存在。
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