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Feinreinigung großer Flächen mit CO2-Schneestrahltechnik

| Redakteur: M.A. Manja Wühr

Die CO2-Schneestrahlreinigungstechnologie reinigt filmische und partikuläre Verschmutzungen trocken und rückstandsfrei ab. Ein neues, modular aufgebautes Düsenarray von acp (advanced clean production) ermöglicht den Einsatz des Verfahrens nun auch zur Feinreinigung großflächiger Bauteile mit dreidimensionalen Strukturen wie Kunststoffanbauteile. Flexible Schnittstellen ermöglichen außerdem die Integration in automatisierte Prozesse und eine Anpassung der Taktzeit.

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Die CO2-Schneestrahl-düse in Aktion
Die CO2-Schneestrahl-düse in Aktion
( Archiv: Vogel Business Media )

Eiskristalle sind nicht nur ein Symbol für Reinheit, sondern können auch selbst ein ausgezeichnetes Reinigungsmedium sein. Das am Fraunhofer IPA in Stuttgart entwickelte Sublimations-Impuls-Verfahren nutzt CO2-Eiskristalle zur Reinigung großer Bauteile. Der Schneestrahl reinigt schonend, trocken, rückstands- und lösemittelfrei eine Vielzahl von Materialien und Materialkombinationen von Verschmutzungen wie Trennmittel, Öle, Fette oder Fingerabdrücke. CO2-Gas ist nichtbrennbar, nichtkorrosiv, ungiftig und umweltfreundlich.

Geringer CO2-Verbrauch

Kernstück der CO2-Schneestrahltechnologie ist der als Überschall-Zweistoffringdüse ausgeführte Reinigungskopf. Das anströmende flüssige Kohlendioxid entspannt beim Austreten aus der Düse zu einem Schnee/Gas-Gemisch, das den Kernstrahl bildet. Zusätzlich wird Druckluft als Mantelstrahl zugeführt, der die CO2-Schneekristalle bündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Die Beschleunigung mit Druckluft bewirkt eine gegenüber Einstoff-Düsensystemen höhere Reinigungsleistung bei geringerem CO2-Verbrauch, so der Hersteller.

Die geringe Härte der winzigen Schneekristalle gewährleistet die schonende Reinigung auch empfindlicher und fein strukturierter Oberflächen. Aufgrund der konstanten Qualität des Reinigungsmediums ist das Ergebnis jederzeit reproduzierbar.

Zur Reinigung stützt sich das Verfahren auf vier Wirkprinzipien:

Verspröden von Verschmutzungen durch schnelles Abkühlen (thermische Ausdehnung),

Abrasion durch übertragene Druck- und Scherkräfte,

Lösung von Adsorptionsbindungen (Lösungsmittel),

Spülung (Volumenzunahme etwa 500fach bei Sublimation).

Dreidimensional reinigen

Eine neue Düsenarray-Technologie bietet Vorteile insbesondere bei Teilen, bei denen eine Nassreinigung nicht möglich oder zu aufwändig ist, sowie bei komplexen Werkstücken mit schöpfender Geometrie: Einerseits schließt die trockene Behandlung eine Verschleppung von Flüssigkeit in nachfolgende Prozesse aus und macht separate Trocknungsschritte überflüssig. Andererseits erreicht der nicht abrasive Reinigungsstrahl durch seine Tiefenwirkung auch schwer zugängliche Stellen wie Hinterschneidungen. Damit ist das Reinigungsverfahren eine Alternative zu wässrigen Powerwash-Systemen.

Durch seinen modularen Aufbau lässt sich das Düsenarray optimal an dreidimensionale Strukturen anpassen. Flexible Schnittstellen ermöglichen außerdem die Integration in automatisierte Prozesse. Über Handlingroboter und Achssysteme können die Düsen beziehungsweise die Werkstücke gehandhabt werden. Die Flexibilität des Gesamtsystems erlaubt dabei eine Anpassung der Taktzeit an individuelle Vorgaben. Durch ein eigenes Technikum sowie eine Ausstattung mit moderner Mess- und Analysetechnik ist das Unternehmen in der Lage, Reinigungsversuche durchzuführen, Ergebnisse zu bewerten und den Reinigungsprozess anwendungsspezifisch auszulegen – auch gemeinsam mit dem Anwender.

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