清浄度および粒子分析顕微鏡
精密製造において、特に自動車や航空宇宙、医療機器などの業界では、微細な粒子であっても性能を損なったり、システム障害を引き起こしたりする原因になる可能性があるため、汚染物質の管理は極めて重要です。 Evidentの清浄度および粒子分析顕微鏡は、製造業者が技術的清浄度基準を確実に満たすことができるよう設計されています。
熟練者にも初心者オペレーターにも使いやすいよう設計された自動化システムは、直感的なソフトウェアと高性能なイメージングツールが検査プロセスを効率化します。 開発から最終的な品質管理に至るまで、Evidentの清浄度検査顕微鏡は粒子汚染の迅速かつ正確な検出と分析を可能にし、製品の品質向上、コンポーネント寿命の延長、信頼性の向上をサポートします。
より容易かつ迅速に、一貫性のある清浄度検査を実現する当社のソリューションをご覧
ください。
清浄度検査システム
DSX2000
PRECiV™ ADMソフトウェアを搭載したDSX2000デジタル顕微鏡は、使いやすい単一のプラットフォームで自動化された技術的清浄度検査を実施できます。 QAおよびQCチーム向けに設計されたこの顕微鏡は、最適化されたイメージング、精密な粒子検出、ガイド付きワークフローを組み合わせて、正確で再現性のある結果を提供します。 ワンクリック操作で実現できる規格に準拠した分析プロセスは、企業および国際的な規格であるISO 16232やVDA 19
などに合わせてカスタマイズ可能で、労力をかけずに明確で一貫性のある分析結果を
提供します。
清浄度分析用途
技術的清浄度分析は、微細な粒子でさえ性能や安全性を損なう可能性のある多くの業界において、不可欠な品質管理手法となっています。
自動車製造
自動車メーカーは、燃料噴射装置やエンジン部品、ブレーキシステムなどのコンポーネントに金属粒子や非金属粒子が残留していないか、厳格な検査を実施しています。 ピストンリングや燃料ラインに少しでも金属汚染があると、時間の経過とともに表面に引っかき傷が生じたり、エンジンが損傷したりする可能性があります。 電気自動車の普及に伴い、バッテリーコンポーネントの清浄度も非常に重要になっています。バッテリー内に金属粒子汚染があると、短絡や火災を引き起こす原因になります。 粒子分析顕微鏡を使用することで、
メーカーは各部品の清浄度仕様を確実に満たし、不具合を防止して長期的な信頼性を高めることができます。
ピストンリング。
航空宇宙業界で一般的に使用されている、
テープリフトサンプルによる粒子汚染の
顕微鏡分析。
航空宇宙および防衛
航空宇宙および防衛業界では、清浄度の分析は最も重要です。 微細な汚染物質は、コンポーネントの寿命を縮めたり、飛行に不可欠なシステムに不具合を生じさせたりする可能性があります。 タービンブレードや油圧ライン、燃料系コンポーネント、その他の高精度な部品に対して粒子汚染検査を実施することで、信頼性の高い性能が確保されています。 IEST-STD-CC1246EのLevel 200に加え、Note 3の適用条件などの厳格な技術的清浄度規格に準拠するには、粒子のサイズと数に関する詳細なデータが要求されます。 顕微鏡ベースの清浄度検査システムは、航空宇宙メーカーが汚染を最小限に抑え、ダウンタイムを削減しながら、これらの厳格な基準に準拠するために役立ちます。
工業用流体と発電
粒子分析顕微鏡は、工業機器で使用されるオイル、油圧作動油、その他の流体汚染を監視するためにも使用されています。 粒子汚染は、油圧システムやオイル充填システムにおける機械故障の主な原因です。 たとえば、タービンオイルやエンジンオイル中の摩耗粒子はコンポーネントの劣化を示し、検出できないとコストのかかるダウンタイムにつながる可能性があります。 オイルの清浄度分析は、多くの場合、流体内の粒子数に関するISO 4406などの規格に従って実施され、メンテナンスチームが問題を早期に特定するのに役立ちます。 フィルター膜やオイルサンプルを顕微鏡で分析することで、エンジニアは有害な粒子を検出し、その発生源（異常な機械の摩耗など）を特定し、機器の故障を未然に防ぐための予防措置を講じることができます。
サンプル準備から粒子レビューまでのオイル分析プロセスの例。 画像提供：Europafilter Norge。
シリンジフィルターの技術的清浄度の確認は、製造工程における重要なステップです。
医療機器と電子機器
医療機器製造やハイテク電子機器では、コンポーネントを極めて清浄な状態に維持することが不可欠です。 人工弁やインプラントにような埋め込み型の医療機器や、医療用バッグや注射器などの使い捨て医療製品は、患者のリスクを低減するために、本質的に微粒子を含まない状態でなければなりません。 同様に、半導体ウェハーやハードドライブなどの精密電子コンポーネントにおいては、わずか一粒のほこりや金属粒子ですら性能に悪影響を及ぼす可能性があります。 粒子分析顕微鏡は、クリーンルームプロセスを検証し、これらの精密製品が清浄度基準を満たしていることを確認するために使用されます。 たとえば、表面や組み立て環境の粒子分析は、汚染レベルが許容範囲内であることを確認し、製品の歩留まりと安全性の向上をサポートします。
清浄度検査のベストプラクティス
清浄度検査に関するその他のリソース
VDA 19.1やISO 16232などの規格に準拠して清浄度を評価し、品質管理をサポートするために、顕微鏡検査と標準化された粒子サイズ分類を用いて、汚染物質がどのように抽出、ろ過、測定されるかについて、理解を深めることができます。
汚染は、摩耗や腐食、予期せぬダウンタイムを引き起こす可能性があるため、オイルに微粒子を混入させないことは非常に重要です。 このガイドでは、サンプリングやろ過から
自動化されたイメージング、
規格に準拠したレポート作成
まで、オイルの技術的清浄度
プロセスを順を追って説明
しています。
洗浄システムは、オイルから汚染物質を除去することでオイル交換の頻度を低減あるいは不要にし、機械の寿命延長を実現しながら、運用コストとメンテナンスコストを削減することができます。 このインタビューでは、アプリケーションスペシャリストがオイル清浄度の分析方法について説明します。
清浄度分析顕微鏡に関するよくある質問
ですか？
技術的清浄度分析とは、部品や表面の不要な粒子汚染を検出および測定し、技術的に清浄である（有害な残さ物がない）ことを確認するプロセスを指します。 工業用語における技術的清浄度とは、コンポーネントの表面や流体システム内に不要な粒子や汚染物質が存在しない状態と定義されます。
通常、清浄度検査は、部品から粒子を抽出し、顕微鏡で分析するという段階的な手順で実施されます。 この手順の概要は次のとおりです。
1. 汚染物質の抽出： まず、表面から粒子を取り除くために、部品を制御された方法で洗浄またはすすぎます。 洗浄液（多くの場合は溶剤）によって、粒子が洗い流されます。 この液体をフィルター膜でろ過し、粒子を集めて分析します。 （洗浄が不可能な場合は、テープリフトサンプリングなどの他の方法を使って表面から粒子が収集されます）。
2. 顕微鏡分析： 分析する粒子を含んだフィルター膜を、顕微鏡下に置きます。 キャリブレーション済みの光学系とソフトウェアを使用して、自動粒子分析を実施します。 顕微鏡がフィルター膜をスキャンしてすべての粒子を特定し、そのサイズや形状、光学特性を測定します。 この段階で、システムは粒子数を数え、寸法（各粒子の長さや直径など）をフィルター領域全体にわたり記録することができます。
3. 粒子の分類： 検出された粒子はカテゴリごとに分類されます。 通常、
ソフトウェアは、関連規格やユーザー設定で定義されたサイズクラス
（5～15 µm、16～25 µmなど）ごとに粒子を分類し、粒子の種類を特定
します。 清浄度分析の重要な部分は、金属（反射性）粒子と非金属粒子を区別して、繊維を識別することです（これらはしばしば別々に考慮され
ます）。 この分類は、汚染の性質を判断するのに役立ちます。 たとえば、金属粒子は金属部品の摩耗を示している可能性があり、繊維は包装やフィルター由来である可能性があります。
4. 汚染レベルの評価： すべての粒子の計数および分類が完了したら、コンポーネントの全体的な汚染レベルを評価します。 多くの場合、この結果は清浄度基準や仕様で定義された許容限度と比較されます。 たとえば、規格によっては、粒子サイズの範囲ごとに最大許容数が規定されている場合があります。 ソフトウェアは、粒子データに基づいて清浄度コードや汚染レベル（流体のISO清浄度コードや部品のVDA 19制限に対する合格／不合格など）を算出します。
5. 結果レポート： 最終ステップは、結果を確認し、清浄度検査レポートを作成することです。 レポートには通常、総粒子数、サイズクラスごとの粒子数、最大粒子の特定、部品が清浄度要件を満たしているかどうかが記載されます。 最新の清浄度分析システムでは、ボタンを押すだけで、最大粒子の画像やデータの要約表を含む標準化されたレポートが自動的に作成されます。 これらのレポートは追跡可能であり、顧客と共有したり、品質監査に使用したりできます。
技術的清浄度検査のほとんどの処理工程は、企業固有の規格や国際規格で定義されています。 これらの定義は、さまざまな用途に特化されています。 国際規格では、構成部品の清浄度を評価する方法と、フィルター膜サンプルを準備する方法が規定されています。 企業固有の規格は、通常、国際規格を踏まえて策定されています。
以下は、共通の国際的な技術的清浄度基準の一覧です。
単一のフィルター上で計数・測定すべき粒子数は、数百または数千にも上る可能性があるため、清浄度分析を手動で実行すると非常に時間がかかります。 自動清浄度分析顕微鏡システムは、次のようないくつかの方法で効率や精度を大幅に向上させることができます。
- 高スループットスキャン： 自動化により、多数のサンプルや広いフィルター領域の分析が、手動検査に比べ非常に短時間で実行できます。 高度なシステムは、モーター駆動ステージと最適化されたアルゴリズムを用いてフィルター全体を迅速かつ確実にスキャンするため、より短時間でより多くのサンプルを分析できます。
- ワンパス操作の粒子識別： 従来の方法では、金属粒子と非金属粒子を識別するために、異なる照明（偏光）下でサンプルを2回スキャンする必要がありました。 最新の自動顕微鏡では、この識別を1回のスキャンで行うことが可能なため、検査時間が半分に短縮されます。
- 自動分類： 清浄度検査システムのソフトウェアは、最小限のユーザー入力で各粒子のサイズと形状を自動的に測定し、粒子をサイズ範囲およびタイプ別に分類します。 これによって人為的なエラーが最小限に抑えられ、結果がより一貫した再現性のあるものになります。
- 再現性と繰り返し性： 通常、自動化システムでは、ユーザーが検査のための保存可能な設定を作成できます。 すべての顕微鏡設定（照明、フォーカス、キャリブレーションなど）および分析パラメータは保存可能で、すべての測定時に自動的に適用されます。
- 即時レポート： 手動の場合、粒子数の表やグラフなどの関連情報をすべて含む清浄度レポートを作成するのは、面倒な個別の作業になりかねません。 自動顕微鏡検査システムは、分析後、すぐにワンクリックで包括的なレポートを生成します。 すべてのデータは安全に保存されるため、後から画像やデータ、レポートに簡単にアクセスできます。