Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Feinstreinigung von Laser-Komponenten erfordert flexible Prozesse

03.09.2008
Die Lasertechnik verlangt von der Teilereinigung extrem saubere Bauteiloberflächen. Aufgrund der unterschiedlichen Bauteilwerkstoffe und Verschmutzungen müssen die Abläufe in Reinigungsanlagen zudem variiert werden können. Eine Anlage zur Feinstreinigung von Laser-Komponenten ermöglicht dank Modulbauweise eine freie Prozessauswahl.

Teilereinigung sichert Produktqualität, Wirtschaftlichkeit und damit Wettbewerbsfähigkeit. Das ist insbesondere bei Bauteilen der Fall, die von partikelförmigen und filmbildenden Produktionsrückständen absolut frei sein müssen. Ein Beispiel dafür sind Komponenten für Laserquellen. Um diese funktionsrelevanten Teile aus unterschiedlichen Werkstoffen komplett sauber und trocken zu bekommen, hat man bei der Schweizer Bystronic Laser AG, Niederönz, in die Feinstreinigung investiert.

Bauteile und Verschmutzung sprechen für wässrige Reiniger

Seit kurzem werden diese Teile dort in der Anlage Universal 71 W gereinigt. Die Anlage der Dürr Ecoclean GmbH, Filderstadt, entfernt sämtliche Verunreinigungen, unter anderem Partikel, Emulsionen, Tenside und Fingerprints. So ist eine Partikelfreiheit ab 5 µm Größe gefordert – bei Chargenabmessungen von 900 mm × 800 mm × 500 mm. Insgesamt soll die Anlage das Vorgängermodell nicht nur eins zu eins ersetzen. Hinsichtlich des Aufgabenspektrums werden eine höhere Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an zukünftige Herausforderungen verlangt.

Die Teilereinigung findet mit wässrigen Medien statt. Ausschlaggebend dafür ist, dass einerseits die zu reinigenden Teile zu 80% aus Aluminium und zu 15% aus Edelstahl oder Buntmetall gefertigt werden. Andererseits werden sie bei der Bearbeitung mit Emulsionen benetzt. Gemäß dem Grundsatz „Gleiches mit Gleichem reinigen“ lassen sich auf Basis einer wässrigen Reinigung optimale Ergebnisse erzielen. Außerdem wurde dadurch die Möglichkeit geboten, bestimmte Prozesse des Vorgängermodells zu übernehmen. Daraus resultierte ein weiterer Vorteil: Bystronic Laser konnte die langjährige Zusammenarbeit mit dem Chemie-Lieferanten – der Borer Chemie AG, Zuchwil/Schweiz – fortsetzen.

Dennoch lassen sich die Anforderungen nicht mit einer Standardanlage erreichen. Zwar wäre eine Anlage „von der Stange“ kostengünstig, jedoch nicht leistungsfähig genug. Diesen Spagat löst man durch modulare Bauweise. So bringt die Reinigungsanlage Universal 71 W „von Haus aus“ schon die wichtigsten Voraussetzungen für unterschiedliche Prozesse mit: Je nach Ausstattung ist damit die Reinigung von öl- und emulsionsverschmutzten Massenteilen möglich – oder die Fein- und Feinstreinigung von Montageteilen. Unter dem Strich ergibt sich dadurch laut Bystronic das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Der Kunde sah seine Vorstellungen eins zu eins umgesetzt.

Breites Aufgabenspektrum mit acht Programmen abgedeckt

Außerdem war Dürr Ecoclean als Komplettanbieter für alle Prozesse verantwortlich. Das schloss die Prozessautomatisierung und die Filtration der wässrigen Medien ein. Die Aufgaben reichten bis zur Umsetzung besonderer Trocknungsanforderungen und einer einfachen Anlagenwartung. So ist man beim Austausch von Filtern oder Patronen für die Vollentsalzungsanlage nicht an bestimmte Hersteller-Fabrikate gebunden. Die Standard-Vakuumpumpe wird von einem unabhängigen Lieferanten gewartet.

Die Bauteile, die von Bystronic Laser gereinigt werden, bedürfen unterschiedlicher Reinigungsverfahren: Zum einen liegt das am Bauteilwerkstoff, zum anderen an der Art und dem Grad der Verschmutzung. Die Reinigungsanlage Universal 71 W stellt dafür acht einstellbare Programme zur Verfügung, die den hohen Reinigungsanforderungen entsprechen. Damit werden steuerungstechnisch verschiedene Reinigungs- und Trocknungsverfahren abgedeckt: wie die Spritz- und Ultraschallreinigung, das Flutwechsel- und Hochleistungs-Injektionsflutwaschen, die Vakuum- und Heißlufttrocknung.

Bei dieser Programmvielfalt besteht eine besondere Herausforderung an die Anlagenkomponenten. Der Grund dafür liegt in der Anwendung der verschiedenen Reinigungschemikalien. So werden die Komponenten sauren Reinigern, Neutralreinigern und VE-Wasser ausgesetzt. Beim Flutwaschen mit Ultraschallunterstützung arbeitet die Anlage mit unterschiedlichen Frequenzen: mit 25 und 40 kHz.

Mischfrequenz entfernt sämtliche Partikel von den Bauteiloberflächen

Diese Mischfrequenz sorgt für die Entfernung sämtlicher Partikel von den Bauteiloberflächen. Die einzelnen Frequenzen werden in Abhängigkeit von der Größe der zu entfernenden Partikel und den Reinheitsanforderungen eingestellt. Eine konventionelle Vakuumpumpe, die mit Öl betrieben wird, ist für eine abschließende Vakuumtrocknung der Teile ungeeignet.

Bei der Vakuumtrocknung werden die Bauteile mit einer Pumpenleistung von 600 m3/h sehr schnell getrocknet. Damit verbleiben keine Rückstände auf der Oberfläche und die Werkstücke werden nicht überhitzt. Die Anlage ist so ausgelegt, dass bei jedem Flutvorgang das komplette Medium gefiltert wird und alle Partikel in einem Filterbeutel gefangen und entsorgt werden.

Aufgrund des Aquaclean-Systems von Dürr Ecoclean kann das anfallende Abwasser direkt ins öffentliche Abwassersystem geleitet werden. Bei diesem Abwasser-Aufbereitungssystem werden die Schmutzmedien dem Waschwasser über ein Verdampfersystem entzogen und als Kondensat gesammelt. Der positive Nebeneffekt dieser Aufbereitung ist, dass dadurch Kosten eingespart werden.

Anlage nach knapp sechs Monaten geliefert

Zwischen der Auftragsvergabe und Lieferung der Anlage lagen knapp sechs Monate. Diese angesichts des differenzierten Pflichtenhefts kurze Implementierungsphase konnte man nur schaffen, weil im Vorfeld umfangreiche Versuche und Simulationen im Technikum von Dürr Ecoclean in Filderstadt stattfanden. Dort können sehr unterschiedliche Reinigungs- und Entgratversuche vorgenommen werden.

Sie sind die Basis, um Prozesse zu optimieren und die Entscheidung für eine spezifische Anlagentechnik abzusichern. So wurden im Technikum die für das Kundenprojekt erforderlichen Prozesse in einer Standardanlage simuliert und verbessert. Der gesamte Optimierungsprozess umfasste beispielsweise die Integration weiterer Reinigungsbäder und zusätzlicher Handhabungsschritte. Dabei fanden auch die Kundenwünsche Berücksichtigung, etwa der spezielle Chemielieferant.

Die 7,8 m lange, 2,3 m breite und 2,5 m hohe Reinigungsanlage wurde in einem Stück geliefert. So war bei Bystronic Laser nur noch die Feinjustierung erforderlich: die Einstellung der Abpump- und Nachbefüllzeiten, das Optimieren der integrierten VE-Wasser-Anlage sowie das Validieren der Programme. Danach war die Anlage betriebsbereit. In einer einwöchigen Schulung durch einen Kundentechniker vor Ort wurde das Personal in die Anlagentechnik und -bedienung eingewiesen. Heute läuft die Anlage im Zwei-Schicht-Betrieb. Rechnet man diesem die Vor- und Nachlaufzeiten hinzu, arbeitet sie fast rund um die Uhr.

Jean-Luc Haber ist bei der Dürr Ecoclean GmbH, Filderstadt, als Gebietsverkaufslei-ter für Frankreich und die Schweiz zuständig.

Jean-Luc Haber | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1498&pk=142918

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau
28.04.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten
27.04.2017 | EMAG eldec Induction GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie