Ein Werkzeug, mit dem sich Bearbeitungsrückstände aus schwer zu reinigenden Bauteilinnenbereichen wie beispeilsweise Sacklöchern vollständig entfernen lassen, hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA entwickelt.
Die Forscher integrierten mehrere CO2-Reinigungsvarianten in einem Reinigungsschritt: Die Entfettung mit überkritischem CO2 und das Lösen von Partikeln mit CO2-Schneekristallen.
„Bei einem Druck ab 74 bar und einer Temperatur von 31 Grad Celsius wechselt das Kohlendioxid in einen neuen Aggregatzustand: Es wird überkritisch“, erläutert Dr. Markus Rochowicz, Gruppenleiter Kontaminationskontrolle am Fraunhofer IPA, Abteilung Reinst- und Mikroproduktion. „In diesem Zustand nimmt es Fremdstoffe wie Öle und Fette auf.“
Durch das Aufsetzen des Werkzeugs auf das Bohrloch wird der Innenbereich des Bauteils hermetisch abgeschlossen und anschließend mit überkritischem CO2 gespült und entölt. In der zweiten Stufe wird beim Öffnen des Reinigungswerkzeugs CO2-Schnee erzeugt, der nun Partikel aus dem Bauteil beseitigt. Die in der Düse des Reinigungswerkzeugs entstehenden CO2-Schnee-Kristalle haben einen so hohen Impuls, dass sich selbst kleinste Partikel effizient entfernen lassen, ohne die gereinigten Oberflächen zu schädigen. Da das CO2 unmittelbar nach der Reinigung wieder von der festen in die gasförmige Phase übergeht, die Schneekristalle also verdampfen, ist das zu säubernde Bauteil vollständig trocken – ein Vorteil bei feuchtigkeitsempfindlichen Materialien.
Tests im Reinigungslabor möglich
Durch die kompakten Maße der Reinigungsdüsen eignet sich das Werkzeug zum manuellen Säubern von Bauteilen, es kann aber auch auf engstem Raum in vollautomatisierte Montagevorgänge integriert werden – etwa im Automobilbereich, um Rückstände an der Hydraulik, dem ABS-System oder dem Verteilerblock im laufenden Produktionsprozess zu lösen.
In der Medizintechnik kann es zum Reinigen von Endoskopen, Kanülen oder Zahnimplantatsockeln zum Einsatz kommen. Auch Hersteller aus der Halbleiter- und Pharmabranche sowie der optischen und der Luft- und Raumfahrtindustrie dürften sich für die Entwicklung interessieren.
In den hochspezialisierten CO2-Reinigungs- und Analytiklaboren des IPA steht das System Unternehmen für industrielle Reinigungsversuche zur Verfügung.
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