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04 juin 2015 | Oberflächen POLYSURFACES

Stand der Technik und Trends in der Teile- und Oberflächenreinigung

Aldo Tormen

Die Reinigung von Bauteilen und Oberflächen kostet Geld. Der erforderliche Aufwand hängt entscheidend von den Anforderungen an die Sauberkeit ab. Doch unabhängig davon, ob es eher eine einfache Entfettung oder eine Reinigungsaufgabe mit Vorgaben zur technischen Sauberkeit ist, um die erforderliche Qualität prozesssicher, schnell und wirtschaftlich zu erzielen, spielen neben der Reinigungsanlage weitere Faktoren eine Rolle: von der Auswahl des geeigneten Reinigers und des Reinigungsbehältnisses über die Badpflege und die Analytik für die Sauberkeitskontrolle bis zu Korrosionsschutz, Konservierung und Verpackung der gereinigten Teile.
Nasschemische Reinigungsverfahren sind bei einem Grossteil der Reinigungsaufgaben in der Industrie das Mittel der Wahl. Dabei beeinflusst das Lösevermögen des eingesetzten Reinigungsmediums die Betriebskosten, Qualität und Stabilität des Reinigungsprozesses entscheidend. Bei dessen Auswahl gilt der Grundsatz: Gleiches löst Gleiches. Dies bedeutet, dass bei einer mineralölbasierten (unpolaren) Verschmutzung, beispielsweise durch Bearbeitungsöle, Fette und Wachse, üblicherweise Lösemittel eingesetzt werden. Für wasserbasierte (polare) Verunreinigungen durch Kühl- und Schmieremulsionen, Polierpasten und Additive sowie Salze, Abrieb und andere Feststoffe kommen üblicherweise wässrige Reiniger zum Einsatz. Modifizierte Alkohole sind durch ausgewogene fett- und wasserlösliche Eigenschaften in der Lage, sowohl unpolare als auch polare Verunreinigungen zu entfernen.
Für die optimale Abstimmung des Reinigungsprozesses sowie der Anlagen- und Verfahrenstechnik existiert kein Grundsatz. Sie ergibt sich aus der Betrachtung der gesamten Produktion. Folgende Kriterien spielen dabei eine Rolle: Welche Materialien werden bearbeitet? An welchen Stellen in der Produktion werden die Teile womit verschmutzt? Müssen die Kontaminationen sofort entfernt werden, beispielsweise um eine Beeinträchtigung des nächsten Bearbeitungsschrittes auszuschliessen? Erfolgt die Bearbeitung mit unterschiedlichen Hilfsstoffen, deren Vermischung zum Reinigungsproblem werden kann? Ergibt sich durch die Reinigung von Teilen aus verschiedenen Werkstoffen, beispielsweise Aluminium, Stahl, Titan, Hartmetall und Keramik, in einer Anlage das Risiko von Kreuzkontaminationen? Auf Basis der Antworten lässt sich sodann eine unter den Gesichtspunkten Ergebnis und Kosten optimale Reinigungslösung entwickeln.
Einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität und Kosten des Reinigungsprozesses hat auch der Warenkorb oder Werkstückträger. Darüber hinaus tragen effektive Filtrations- und Abscheidesysteme, beispielsweise Ölabscheider, Partikelfilter, Membranfilter sowie die Wasseraufbereitung und bei Lösemitteln die Destillationsleistung dazu bei, die Standzeit der Bäder zu verlängern und Entsorgungskosten zu verringern. Bei wässrigen Medien sorgt eine kontinuierliche Überwachung der Konzentration der Reinigerkomponenten dafür, dass ein Badwechsel nicht aus Sicherheitsaspekten zu früh erfolgt oder erst dann, wenn eine unzureichende Bauteilsauberkeit zu Problemen im Nachfolgeprozess führt.
Als weltweit einzige Messe mit ausschliesslichem Fokus auf der industriellen Teile- und Oberflächenreinigung bietet die «parts2clean» nicht nur ein marktgerechtes und repräsentatives Angebot, sondern mit ihrem dreitägigen Fachforum auch umfangreiches Know-how. Das Programm, dessen fachliche Koordination durch die Fraunhofer-Allianz Reinigungstechnik erfolgt, hat in diesem Jahr den Schwerpunkt «Anforderungen und Besonderheiten bei der Reinigung von Leichtbauwerkstoffen». Mit insgesamt mehr als 25 Referaten deckt es von Grundlagen bis hin zu speziellen Fragestellungen unterschiedliche Bereiche der Reinigungstechnik ab. So widmen sich die Vorträge am ersten Messetag den Themen Reinigungsmedien und Badpflege. Die Referate des zweiten Tages beschäftigen sich mit Verfahren für das Entgraten sowie mit der Reinigung vor- und nachgelagerter Prozesse wie beispielsweise Konservieren, Passivieren und Korrosionsschutz. «Qualitätssicherung durch die richtigen Analyseverfahren» lautet das Motto am dritten Tag. Alle Vorträge werden simultan übersetzt (deutsch-englisch/englisch-deutsch). Der Besuch des Fachforums ist für Besucher der Fachmesse kostenfrei.
 

Produkte auf der «parts2clean»


Dürr Ecoclean GmbH
Halle 4, Stand B38
Ein Highlight der Messepräsentation ist das neue Trockenreinigungssystem «EcoCVac» (Bild 1), das für die energiesparende Zwischenreinigung von Powertrain-Bauteilen wie Zylinderköpfen und Kurbelgehäusen in modernen Motoren- und Getriebefertigungslinien entwickelt wurde. Im Gegensatz zu den herkömmlich für die Reinigung zwischen spanenden Bearbeitungsschritten eingesetzten Druckluft-Reinigungssystemen erfolgt der Prozess ohne energieintensiv erzeugte Druckluft. Dies ermöglicht Energieeinsparungen von über 50%. Da die Verunreinigungen nicht nur vom Bauteil sondern gleichzeitig aus der Arbeitskammer entfernt werden, resultieren sowohl eine höhere Prozesssicherheit als auch eine verbesserte Anlagenverfügbarkeit.
 

Bild 1: Das innovative Trockenreinigungssystem «EcoCVac» wurde für die energiesparende Zwischenreinigung von Powertrain-Bauteilen entwickelt. (Bild: Dürr Ecoclean)


Für die Entfettung sowie Vor-, Fein- und Feinstreinigung von Bauteilen in der allgemeinen Industrie wird die Anlage «EcoCWave» in neuer Zweitankausführung für wasserbasierte Medien präsentiert. Sie ist mit runden, strömungsoptimierten und stehenden Medienbehältern ausgestattet, woraus verschiedene Vorteile resultieren. So wird beispielsweise die Bildung von Späne- und Schmutznestern in den Tanks verhindert, was zu einer höheren Reinigungsqualität und längeren Medienstandzeit beiträgt. Leistungsstarke Pumpen und Leitungen mit grossen Querschnitten beschleunigen das Füllen und Entleeren von Arbeitskammer und Tanks.

Die Anlage «EcoCCore» ist für den Betrieb mit nichthalogenierten Kohlenwasserstoffen und modifizierten Alkoholen ausgelegt. Dies gewährleistet einen zukunftssicheren Betrieb, auch wenn sich Teilespektrum oder Anforderungen ändern. Darüber hinaus zeichnet sich diese Lösemittelanlage durch eine umfangreiche Serienausstattung mit beispielsweise zwei Flutbehältern, Wärmerückgewinnung, Vollstrom- und Bypass-Filtration aus.
 

Bild 2: Bei Feinstreinigungsaufgaben, beispielsweise bei Maschinenwerkzeugen vor der Beschichtung, sorgen verschiedene konstruktive Details wie der von UCM entwickelte Vierseitenüberlauf für eine konstant hohe Teilesauberkeit.
(Bild: Dürr Ecoclean)


Bei Feinstreinigungsaufgaben, etwa in der Werkzeugherstellung, Optik und Medizintechnik, sorgen die Reinigungssysteme von UCM (Bild 2), einem Unternehmen der Dürr Ecoclean-Gruppe, für ein Höchstmass an Reinigungsqualität, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit. Dafür verfügen sie serienmässig über einzigartige konstruktive Details wie beispielsweise einen Vierseitenüberlauf bei allen Tauchbecken.

www.durr-ecoclean.com
 
H2O GmbH
Halle 4, Stand C01
In der Teilereinigung steigen die Anforderungen an eine stabile Sauberkeit und der Kostendruck kontinuierlich. Deshalb entwickelte die H2O GmbH eine effiziente Lösung, welche die Spülwasserqualität verbessert und gleichzeitig Kosten spart: die Aufbereitung verbrauchter Spülwässer durch Vakuumverdampfung. Wie dies funktioniert, erklären die Experten für abwasserfreie Produktion im «parts2clean»-Fachforum in einem 30minütigen Vortrag zum Thema «Kreislaufführung von Prozesswässern aus der industriellen Teilereinigung» am 9. Mai um 13 Uhr.
 

Bild 3: Vakuumdestillationsanlage «Vacudest».
(Bild: H2O)


Führende Unternehmen setzen auf Vakuumdestillationssysteme zur Aufbereitung verbrauchter Spülwässer (Bild 3). Dabei wird das Spülwasser so hochwertig aufbereitet, dass es im Kreislauf geführt werden kann. Die Anwender reduzieren so ihre Abwasserentsorgungskosten um bis zu 98%. Zudem verbessern patentierte Verfahren die Reinigungsqualität dank hervorragender Qualität des Spülwassers, zum Beispiel «Clearcat». Das Ergebnis ist ölfreies, glasklares Destillat. Es ist sauberer als das Destillat aus herkömmlichen Verdampferanlagen und damit ideal für die Wiederverwendung im Prozess geeignet.

www.h2o-de.com

 
KKS Ultraschall AG
Halle 4, Stand D45
Die kompakten Einkammer-Kleinteile-Reinigungsanlagen Typ KTR (Bild 4) zur schonenden Feinreinigung zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:
  • Modernste Ultraschalltechnik
  • Dual-Frequenztechnik
  • Höchste Reinigungseffizienz
  • Automatischer Prozessablauf

Bild 4: Kompakte Einkammer-Kleinteile-Reinigungsanlage
Typ KTR zur schonenden Feinreinigung.

(Bild: KKS Ultraschall)


Die Anlagen sind Garant für eine problemlose und reproduzierbare Reinigung auf wässriger Basis. Die Dreheinrichtung ist für eine schonende Behandlung der Teile regulierbar. In der Einkammer-Reinigungsanlage werden alle Prozesse (Reinigen, Spülen, VE-Spülen und Trocknen) in derselben Arbeitskammer durchgeführt. Die jeweiligen Prozessmedien werden von den Vorlagetanks in die Arbeitskammer gepumpt. Mit diesem Anlagenkonzept sowie der KKS-eigenen Dual-Ultraschalltechnik werden ausgezeichnete Reinigungsresultate in einer äusserst kompakten Anlage erzielt. Es ist dies eine ideale Lösung, um Kleinteile mit komplizierter Formgebung zu reinigen.

www.kks-ultraschall.ch
 
SurTec Deutschland GmbH
Halle 4, Stand C20
Eine qualitätssichernde Prozessführung in der industriellen Teilereinigung erfordert abgestimmte Lösungen für Chemie, Verfahren und Technik. Nur so kann eine stabile Bauteilsauberkeit, auch bei ständig wachsenden Anforderungen, gewährleistet werden. In der Fertigung von Leichtmetallen kommt gerade der wässrigen Reinigung eine immer grössere Bedeutung zu. So müssen Bauteile, zum Beispiel Motorblöcke, Gehäuseteile oder Aluminiumkolben, bei ihrer Herstellung zwischen den verschiedenen Bearbeitungsschritten wie Umformen, Stanzen, Drehen und Fräsen sauber gereinigt werden. Sorgfältig angepasste Reinigungssysteme sichern dabei die Sauberkeit in der gesamten Prozesskette bei gleichzeitiger Kostenoptimierung. Auf diese Art lässt sich eine optimale Endqualität des Leichtmetall-Bauteils erreichen. Auch in der Veredelungsbranche erhalten die Werkstoffe Aluminium und Magnesium immer mehr Bedeutung. Grund ist ihr geringes, spezifisches Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Funktionalität. SurTec bietet hier Speziallösungen an und sorgt dafür, dass diese Werkstoffe überhaupt beschichtet werden können und höchsten Qualitätsanforderungen genügen.
Die Verfügbarkeit und Auslastung von Maschinen, Anlagen oder Bauteilen stellt im laufenden Betrieb einen grossen Kostenblock dar. Daher werden Wartung und Instandhaltung sowie die Intervallmaximierung zwischen wiederkehrenden Wartungsprozessen immer wichtiger. Das optimale Reinigungssystem ist dabei entscheidend für eine schnelle und effiziente Analyse von Schwachstellen und Prüfung der Funktionsfähigkeit. Der Aussteller bietet dafür die geeigneten Verfahren und hilft, dass Stillstandszeiten und somit Kosten gering gehalten werden (Bild 5).
 

Bild 5: Industrielle Teilereinigung in einer Waschmaschine.
(Bild: SurTec)


In der Feinstreinigung – etwa bei der Herstellung von Bauteilen hoher Funktionsdichte oder vor dem Aufbringen funktionaler Beschichtungen (PVD/CVD-Prozesse) – sind die Restschmutzvorgaben besonders streng. Bereits geringste Verunreinigungen können zum Ausfall eines Bauteils führen. Dies ist gerade bei sicherheitsrelevanten Bauteilen unbedingt zu vermeiden. Der Einsatz modularer, voll analysierbarer Reinigungssysteme führt zu einer stabilen Reinigungsqualität und liefert damit einen wichtigen Beitrag zur Produktsicherheit.
www.surtec.com
 
Walther Trowal GmbH & Co. KG
Halle 6, Stand C48

Bild 6: Fettrückhaltescheibe für eine Lagereinheit vor und nach der Reinigung mit der Reinigungsmaschine TRT 83x37.
(Bild: Walther Trowal)

Die neue Reinigungsmaschine TRT 83x37 entfernt automatisch dicke Fett- und Schmierstoffschichten von Werkstücken, die bei der Überholung und der Reparatur von Maschinen zu reinigen sind (Bild 6). Diese Bauteile werden in den vibrierenden, mit Schleifkörpern und einem speziellen Spülmittel gefüllten Trog der Maschine eingelegt und ihm nach etwa 20 bis 45 min vollkommen sauber wieder entnommen. Die Maschine eignet sich für Teile bis zu einer Länge von 80 cm und einem Durchmesser bis 30 cm. Sie wurde für den Einsatz in Werkstätten konzipiert. So nimmt sie weniger als 1 m2 Platz in Anspruch und ihr Energiebedarf entspricht in etwa dem eines Haarföhns. Die Maschine arbeitet automatisch, die Bedienung beschränkt sich auf das Ein- und Ausschalten.
www.walther-trowal.de

 
Deutsche Messe AG
D-30521 Hannover