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 CI-Maschine von EMAG ECM: Hocheffektive Lösung für das Entgraten von komplexen Bauteilen
12.04.2018 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Kaltmassivumformung: auch komplexe Bauteilherstellung virtuell und kostengünstig designen
29.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics