Zerspanungstechnikacp systems quattroClean: Trocken und rückstandsfrei reinigen
Durch Trends wie Elektromobilität, Leichtbau, Miniaturisierung und Industrie 4.0 ergeben sich auch für die industrielle Bauteilreinigung neue Aufgabenstellungen. Mit der quattroClean Schneestrahlreinigung bietet acp systems, in Österreich vertreten durch MAP Pamminger, eine Lösung, mit der sich viele unterschiedliche Reinigungsaufgaben stabil, reproduzierbar und kosteneffizient erfüllen lassen.
Mit der CO₂-Schneestrahltechnologie lassen sich definierte Bauteilbereiche gezielt, trocken und rückstandsfrei reinigen, beispielsweise vor oder nach Laserschweißprozessen. (Bilder: acp systems)
Gerald Leeb
geschäftsführender Gesellschafter der MAP Pamminger GmbH
„Die quattroClean Schneestrahltechnologie hat sich bei sehr unterschiedlichen Anwendungen in verschiedenen Branchen bewährt. Das Reinigungssystem wird z. B. für die fertigungsintegrierte Reinigung von Motorkolben vor der optischen Vermessung der Mantelflächen eingesetzt.“
Das skalierbare Reinigungssystem lässt sich einfach an unterschiedliche Bauteilgeometrien für eine selektive oder ganzflächige Behandlung anpassen. Reinigungsmedium bei diesem umweltneutralen Verfahren ist – im Gegensatz zu Trockeneis – flüssiges Kohlendioxid, das als Nebenprodukt bei chemischen Prozessen und der Energiegewinnung aus Biomasse entsteht. Es ist praktisch unbegrenzt haltbar und wird in Flaschen oder Tanks bereitgestellt.
Das flüssige CO₂ wird durch die verschleißfreie Zweistoffring-Düse des acp-Systems geleitet und entspannt beim Austritt zu feinen CO₂-Kristallen. Sie werden durch einen ringförmigen Druckluft-Mantelstrahl gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Diese patentierte Technologie sorgt für eine homogene Reinigungsleistung – auch bei großflächigeren Anwendungen mit mehreren Düsen.
Die CO₂-Schneestrahlreinigung ermöglicht die trockene und schonende Entfernung von Partikeln nach der Laser-Direktstrukturierung von MID.
Zuverlässig und reproduzierbar
Trifft der gut fokussierbare, -78,5° C kalte Schnee-Druckluftstrahl auf die zu reinigende Oberfläche auf, kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Sublimations- und Lösemitteleffekt. Durch diese vier Wirkmechanismen entfernt das quattroClean-System filmische Kontaminationen, beispielsweise Reste von Kühlschmiermitteln, Bearbeitungsölen, Polierpasten, Trennmitteln und Silikonen, sowie partikuläre Verunreinigungen wie Späne, Staub und Abrieb zuverlässig und reproduzierbar. Da die Reinigung durch den nicht brennbaren, nicht korrosiven und ungiftigen CO₂-Schnee materialschonend erfolgt, können auch empfindliche und fein strukturierte Oberflächen behandelt werden.
Durch die aerodynamische Kraft des Strahls werden abgelöste Verunreinigungen weggeströmt und gemeinsam mit dem in den gasförmigen Zustand sublimierten CO₂ aus der Reinigungszelle abgesaugt. Die Werkstücke sind nach der Reinigung trocken und können sofort weiterverarbeitet beziehungsweise verpackt werden.
Gegenüber der herkömmlichen Reinigung, beispielsweise mit Ultraschall oder Wasserhochdruck, bietet das quattroClean-System den Vorteil, dass die aufgerauten Laserstrukturen gleichzeitig eingeebnet werden (rechts). (Bild: HSG-IMAT)
Lösung für unterschiedlichste Produkte
„Die quattroClean Schneestrahltechnologie hat sich bei sehr unterschiedlichen Anwendungen in verschiedenen Branchen bewährt“, betont Gerald Leeb, geschäftsführender Gesellschafter der MAP Pamminger GmbH. „Das Reinigungssystem wird z. B. für die fertigungsintegrierte Reinigung von Motorkolben vor der optischen Vermessung der Mantelflächen eingesetzt.“ Das System arbeitet im One-Piece-Flow des Produktionssystems mit einer Reinigungsleistung von 11 cm²/sec.
Bereits seit mehreren Jahren ist das quattroClean-System im Einsatz, um Ablationsrückstände bei der Herstellung von spritzgegossenen Schaltungsträgern (MID) mit der LDS-Technologie abzureinigen. Gegenüber der herkömmlichen Reinigung, beispielsweise mit Ultraschall oder Wasserhochdruck, bietet das quattroClean-System den Vorteil, dass die aufgerauten Laserstrukturen gleichzeitig eingeebnet werden, was zu einer einfacheren Aufbau- und Verbindungstechnik beiträgt.
Die Entfernung von Laserrückständen ist auch die Reinigungsaufgabe bei einer Anwendung in der Batterieherstellung. Dabei sind Rückstände aus der Laserbearbeitung von Zellen, die zu einem Kurzschluss führen könnten, gezielt und prozesssicher zu entfernen. Ein Sensorhersteller nutzt die Schneestrahltechnologie von acp, um Partikel vor dem Verpacken beschädigungsempfindlicher Sensoren abzureinigen. Für diese Anwendung wurde eine hermetisch geschlossene Reinigungszelle konzipiert, die in einen Sauberraum integriert und mit einer Filter-Fan-Unit für die Reinluftversorgung ausgestattet ist. Im Stanzbereich ermöglicht ein quasi manuelles System die Abreinigung der Fertigungsrückstände von den Stanzbändern direkt nach dem Stanzen. Diese Einzelteilreinigung ersetzt die sonst übliche nasschemische Reinigung.
Das Zusammenspiel der vier Wirkmechanismen ermöglicht, partikuläre und filmische Verunreinigungen von Bauteiloberflächen aus praktisch allen technisch genutzten Werkstoffen reproduzierbar zu entfernen.
Einfach automatisierbar und zielgerichtet steuerbar
Durch sein modulares Konzept ermöglicht das quattroClean-System die einfache und platzsparende Anpassung an kundenspezifische Aufgaben. So lassen sich manuelle und teilautomatisierte Reinigungssysteme ebenso realisieren wie vollautomatische Lösungen, inklusive Integration in bestehende Fertigungs-, Montage- und Verpackungslinien. Alle Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlendioxid sowie Strahlzeit werden durch Reinigungsversuche im Technikum von acp exakt auf die jeweilige Applikation, die Materialeigenschaften sowie die abzureinigenden Kontaminationen abgestimmt. Sie können als Reinigungsprogramme in der Anlagensteuerung hinterlegt werden. Systeme in Reinraumausführung lassen sich entsprechend der Aufgabenstellung mit einem lokalen Reinraumsystem und einer speziell angepassten Absaugung realisieren.
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