Bauteilreinigung

Wenn man über die Produktion eines Flugzeugs oder Fahrzeugs nachdenkt, denkt man selten zuerst an die Reinigung von Bauteilen, obwohl sie für deren zuverlässige und sichere Funktion unerlässlich ist. Wie werden Reinigungslösungen optimal angepasst, um Qualität, Effizienz und Nachhaltigkeit sicherzustellen?

Sowohl in der Luftfahrt- als auch in der Automobilindustrie zählt die Bauteilreinigung zu den qualitäts- und sicherheitsrelevanten Produktionsschritten. Die Anforderungen an die technische Sauberkeit sind sehr unterschiedlich. Bei schweren Lkw ist beispielsweise nach wie vor der Verbrennungsmotor das bevorzugte Antriebssystem, während im Pkw-Bereich die batterie- und brennstoffzellenbasierte Elektromobilität zunehmend an Bedeutung gewinnt. Auch in der Luftfahrt geht der Trend zu energieeffizienteren Triebwerken. Dadurch verändern sich Komponenten, Fertigungstechnologien und Prozesse. Dies führt bei der Reinigung der verschiedenen Komponenten zu geänderten und neuen Anforderungen mit häufig höheren Sauberkeitsanforderungen. Neben der partikulären Kontamination rückt zunehmend auch die filmische Kontamination in den Fokus.

Als Komplettanbieter zukunftsweisender, weltweit verfügbarer Anlagen zur industriellen Bauteilreinigung, Oberflächenbehandlung und Automatisierung,Ecocleanund UCM – der auf Feinst- und Präzisionsreinigung spezialisierte Geschäftsbereich der SBS Ecoclean Group – entwickeln und fertigen Reinigungslösungen, die optimal auf die Anwendungen innerhalb der sehr unterschiedlichen Aufgaben in der Luftfahrt- und Automobilindustrie zugeschnitten sind.

Optimal angepasste Lösungen für die nasschemische Reinigung umfassen Standard- und Sonderverfahren zur Chargen- und Einzelteilreinigung mit wasserbasierten Medien und umweltverträglichen Lösungsmitteln. Für Dreh-, Stanz- und Biegeteile von Brems-, Lenk-, Einspritz- und Sensorsystemen sowie Getrieben werden üblicherweise Batch-Verfahren eingesetzt, bei denen die Werkstücke als Setware oder als Schüttgut in Chargen gereinigt werden. Bei der Auswahl des Reinigungsmediums gibt das chemische Prinzip „Gleiches löst Gleiches“ Orientierung. Das bedeutet, dass polare Verunreinigungen wie Kühlemulsionen, Polierpasten, Salze, Abrieb und andere Feststoffe in der Regel mit Wasser als polarem Reinigungsmedium in Kombination mit pH-neutralen, sauren oder alkalischen Reinigern entfernt werden. Für mineralölbasierte (organische, unpolare) Verunreinigungen wie Bearbeitungsöle, Fette und Wachse werden üblicherweise Lösungsmittel wie nichthalogenierte Kohlenwasserstoffe oder chlorierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Modifizierte Alkohole (3-Butoxy-2-propanole) haben lipophile und hydrophile Eigenschaften und sind daher in der Lage, sowohl unpolare als auch polare Verunreinigungen in gewissem Umfang zu entfernen.

Um die vorgegebene Reinheitsvorgabe schnell und effektiv zu erreichen und damit den Kostenanteil pro gereinigtem Teil zu minimieren, wird die Reinigungswirkung des Mediums durch verschiedene physikalische Prozesstechniken unterstützt. Häufig verwendete Technologien sind Sprühen, Tauchreinigung, Ultraschall- und Injektionsflutwaschen sowie bei der Lösungsmittelreinigung die Dampfentfettung. Für die Einzelteilreinigung beispielsweise von Antriebsstrang-, Motor- und Turbinenkomponenten in kurzen Taktzeiten stehen Transfersysteme und Roboterzellen zur Verfügung, die individuell an die Anwendung angepasst werden können. Durch die Kombination von Sprühbehandlung mit Injektionsflutwäsche und teilweise Hochdruckanwendungen werden vorgegebene Reinheitsvorgaben schnell, reproduzierbar und wirtschaftlich erreicht.

Die steigenden Anforderungen an gratfreie und saubere Hydraulik- und Pneumatiksysteme, Motor-, Pumpen- und Ventilgehäuse, Düsen, Getriebeteile und andere mechatronische Komponenten können mit dem EcoCvelox effizient und zuverlässig erfüllt werden. Die Anlage kombiniert 5-Achs-Hochdruck-Wasserstrahlentgraten mit verschiedenen Verfahren zur Bauteilreinigung und -trocknung.

Die EcoCbooster-Technologie von Ecoclean wurde für Aufgaben wie die Oberflächenaktivierung vor der thermischen Beschichtung (z. B. von Zylinderlaufbuchsen oder Bremsscheiben), das Aufrauen, Entschichten, Entrosten und Entlacken sowie für die punktuelle Reinigung von Schweißnähten entwickelt. Im Vergleich zu anderen Lösungen für Anwendungen im Höchstdruckbereich können erhebliche Einsparungen bei Energie- und Wartungskosten realisiert werden. Möglich macht dies diese patentierte Verfahrenstechnik: Durch den Einsatz von Ultraschall wird die vorgespannte Wassersäule nach Austritt aus der Düse zu einem ultrahochfrequent pulsierenden Wasserstrahl. Dadurch verfügt es über eine deutlich höhere kinetische Energie, so dass Behandlungen im mittleren Druckbereich (300 bis 700 bar) ohne Zugabe von Abrasivmitteln durchgeführt werden können.

Neue Produkte und veränderte Fertigungs- und Fügetechnologien machen Trockenreinigungsverfahren immer wichtiger, sei es zur Entfernung filmischer Verunreinigungen von Verbindungen, zur Reinigung elektronischer Bauteile und Baugruppen, zur Entfernung von Pulverrückständen aus additiv gefertigten Bauteilen oder zur baugruppenintegrierten Reinigung. Für diese und viele weitere Anwendungen hat der Anlagenbauer einen speziellen Werkzeugkasten für Reinigungsprozesse mit Atmosphärendruckplasma, Laser, CO2-Schnee, aufbereiteter Vakuumluft sowie Satt- und Trockendampf entwickelt. Die Entfernung von Partikeln, die bei der Herstellung von Statoren, bei der Verarbeitung von Hairpins und der Montage von Elektromotoren entstehen, gehört zu den klassischen Aufgaben der Trockenreinigung mit Druckluft- und Vakuumtechnik. Optimal an die Aufgabenstellung angepasste Lösungen, die auch nachträglich in die Montagelinien integriert werden können, gewährleisten den zuverlässigen Betrieb dieser Komponenten. Diese Art der Trockenreinigung wird auch für Komponenten und Baugruppen der Leistungselektronik eingesetzt.

Mit der Lasertechnik kann eine Oberfläche sowohl teilweise gereinigt als auch je nach Bedarf teilweise aufgeraut oder strukturiert werden, beispielsweise für einen anschließenden Klebevorgang.

Unabhängig davon, ob nasschemische oder chemische Reinigung zum Einsatz kommt, sollte die Prozessentwicklung und -validierung immer durch Reinigungsversuche mit Originalteilen erfolgen. Ecoclean verfügt hierfür über eigene umfangreiche Testzentren.

Doris Schulz ist Journalistin bei Schulz Presse