Die industrielle Bauteilreinigung leistet einen wichtigen Beitrag zur Qualitätssicherung in der Fertigung. Dabei stellen die steigenden Ansprüche an die Oberflächengüte und Partikelfreiheit vor dem Hintergrund immer kleiner werdender Bauteile eine Herausforderung dar. Auf Herstellerseite geht mit den hohen Sauberkeitsanforderungen eine konstante Präzisierung der Reinigungsverfahren einher. Im Bereich wasserbasierter Systeme lassen sich hieraus neue Anwen-dungspotenziale schöpfen.
Auf der Suche nach dem geeigneten Reinigungsverfahren und -medium gilt nach wie vor die Faustregel „Gleiches löst Gleiches“. So kommen bei anorganischen Verunreinigungen wie Emulsionen, Salze und Polierpasten wasserbasierte Technologien zum Einsatz. Auch die Entfernung partikulärer Rückstände wie Späne, gelöste Grate und Abrieb gilt als Domäne der wässrigen Teilereinigung. Organisch-filmische Verschmutzungen wie etwa Öle und Fette hingegen werden oft mit KW- und CKW-basierten Anlagen behandelt. Doch gerade bei der Entfettung gibt es Anwendungsfälle, für die sich die immer präziser werdenden Verfahren der wässrigen Reinigung ebenfalls eignen.
Seit ihrer Einführung haben sich die wasserbasierten Reinigungsmethoden von der bloßen Zwischenreinigung großer Serienbauteile hin zu ausgefeilten Verfahren entwickelt. Hersteller bieten inzwischen Maschinen und Anlagen, deren Spritzsysteme eine allseitige Abreinigung und gleichzeitig ein schonendes Beaufschlagen der Bauteiloberfläche gewährleisten. Die Möglichkeiten in der Düsenanordnung sowie der Pumptechnik haben sich stark ausdifferenziert. Beide lassen sich präzise auf die Bauteile, deren Verschmutzung und die Sauberkeitsanforderungen einstellen.
Der Schmutzaustrag aus den Medien erreicht dank integrierter Ölabscheidung und Feinstfiltrationssysteme höchste Qualitätsstandards, die eine deutlich größere Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit in der Badführung gewährleisten. Insgesamt können mit den neuen Spritz- und Pumptechniken bei kürzeren Zykluszeiten gleichwertig hohe, teils bessere Ergebnisse erreicht werden.
Auch in der Ultraschalltechnik bieten Hersteller Maschinen, die mit rotierenden und gleichzeitig positionierbaren Schallwellen konturgenaue Winkel anfahren und dadurch die oft problematischen Spritzschatten vermeiden können. Besonders Präzisionsteile profitieren von diesen Entwicklungen. Mit den fein justierbaren hohen Turbulenzen kinematischer Reinigungsmechanismen lassen sich sowohl partikulär als auch filmisch bei kleinen Chargen sehr gute Ergebnisse erzielen und die hohen Sauberkeitsanforderungen der fertigenden Betriebe erfüllen.
Verfahren mit vielen Möglichkeiten
Auf Basis der oben genannten verfahrenstechnischen Entwicklungen gehen aus der wässrigen Teilereinigung zahlreiche Möglichkeiten und Vorteile hervor. Wie kein anderes Verfahren disponiert sie eine Fülle von Parametern, mit denen der Reinigungsprozess individuell und prozesssicher auf die Anforderung eingestellt werden kann. Der Nutzer gewinnt eine erhebliche Flexibilität, vor allem wenn er mit Mischanwendungen oder einem schnellen Wechsel in der Bauteil- art und -geometrie sowie mit schwankenden Stückzahlen zu tun hat.
Das Anwendungsspektrum wässriger Systeme ist in den letzten Jahren enorm gestiegen, und sowohl bei partikulären als auch filmischen Verschmutzungen werden sehr gute Ergebnisse erzielt. Auch in der Oberflächenbehandlung bieten wasser-basierte Systeme Vorteile. Sie können gleichzeitig zum Auftrag eines temporären Korrosionsschutzes, zur Rostentfernung oder zur Phosphatierung als Vorstufe für Beschichtungsverfahren genutzt werden.
Kosten- und Ressourcenschonung
Während der Projektierungsphase und in der Anschaffung liegen die Kosten für wässrige Teilereinigungsmaschinen und -anlagen teilweise höher als bei anderen Verfahren. Auch bezüglich Unterhalt und Betrieb galten sie mitunter als personal- und kostenintensiv. Letzteres dürfte sich mit den aktuell am Markt erhältlichen Systemen relativieren.
Inzwischen sind die Maschinen so konzipiert, dass sie schnell und vor allem ohne umwelt-, arbeits- und brandschutzbedingte Sicherheitsvorkehrungen gewartet werden können. Die notwendigen Prüf- und Instandhaltungsarbeiten, wie Badüberwachung und -wechsel, lassen sich in den meisten Fällen vom Anwender selbst erledigen. Ebenso kann er Badproben oder Filterwechsel risikofrei und ohne größere Stillstandzeiten bewerkstelligen.
Darüber hinaus lässt sich eine allgemeine Verkleinerung der Badvolumina erkennen. Ermöglicht wird dieser Trend von den wirkungsvolleren Reinigungsmechanismen, wie zum Beispiel die gesteuerte Bewegung von Spritz- und Korbsystemen sowie effektiven Aufbereitungssystemen. Dies wiederum führt zu beträchtlichen Energieeinsparungen beim Reinigen und Trocknen sowie zu längeren Badstandzeiten.
Auch die Kosten für Verbrauchsmittel wie Reiniger und Zusätze fallen günstiger aus. Zum einen sind die am Markt erhältlichen Reinigungsmittel wirksamer und effektiver geworden, zum anderen steht dem Nutzer eine breite Auswahl zur Verfügung. Insgesamt lässt sich erkennen, dass wässrige Reinigungsverfahren nur so viel Material und Ressourcen wie nötig einsetzen und einen hohen Beitrag zur allseits geforderten Nachhaltigkeit und Energieeffizienz leisten.
In punkto Umweltschutz und Arbeitssicherheit bieten wässrige Reinigungsverfahren ebenfalls Vorteile. Die Waschsubstanzen sind in der Herstellung, Beschaffung, im Einsatz und in der Entsorgung umweltverträglich sowie für die Gesundheit unbedenklich. Auch im Störfall der Anlagen besteht kein Risiko für Mensch und Umwelt. Darüber hinaus ergeben sich versicherungstechnische Vorteile, da die Anlagen nicht meldepflichtig sind und keine besonderen gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden müssen.
Fazit
Aktuell sind drei elementare Entwicklungen erkennbar, durch welche die wässrige Teilereinigung weiter an Bedeutung gewinnen wird: Der Trend hin zu immer kleiner werdenden Bauteilen mit hoher Anforderung an die Sauberkeit der Teile, die Verfeinerung der Prozess- und Anlagentechnik sowie die Reinigervielfalt. Das Zusammenspiel der Komponenten Verfahrenstechnik und Reiniger bildet die Grundlage für vielfältige Modifizierungsmöglichkeiten sowie für die hohe Leistungsfähigkeit der neuen Verfahren. Auf Präzisionsteile und kleine Chargen angewandt sind sie zunehmend in der Lage, neben den klassischen Anwendungen, wie polare Verschmutzungen auch unpolare Verunreinigungen (Fette, Öl) wirtschaftlich wie effektiv zu erfüllen. Daher stellen sie vor allem bei Verschmutzungen, die polare sowie unpolare Anteile aufweisen, eine ernstzunehmende Alternative gegenüber anderen Reinigungsverfahren dar. Neben einer hohen Reinigungsqualität bieten sie dabei Vorteile hinsichtlich Flexibilität, Prozesssicherheit, Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit.
Mafac – Ernst Schwarz GmbH & Co. KG Maschinenfabrik www.mafac.de
Der Autor
Thomas Gutmann ist Leiter Anwendungstechnik bei der Mafac – Ernst Schwarz GmbH & Co. KG Maschinenfabrik.
Teilen:
