Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pulsierender Spritzstrahl erhöht die Bauteilsauberkeit

02.10.2009
In der Spritzreinigung steckt Optimierungspotenzial. So ermöglicht ein pulsierender Spritzstrahl eine Verbesserung der Bauteilsauberkeit bei reduziertem Energie- und Wasserverbrauch. Erreicht wird dies durch Installation von Edelstahldüsen, in denen ein Turbinenrad den Spritzstrahl mit einer Frequenz im zweistelligen Hertzbereich unterbricht. Tests haben die Verbesserungen bestätigt.

Auf die steigenden Anforderungen der Automobilindustrie an die Bauteilsauberkeit antwortet der Anlagenhersteller BVL Oberflächentechnik, Emsbüren, mit der Impulstechnik System Specht. Herzstück ist eine Edelstahldüse zum Spritzreinigen, in der eine Turbine den Spritzstrahl mit einer Frequenz im zweistelligen Hertzbereich unterbricht.

Das schlägt sich in einer Verbesserung der mechanischen Reinigungswirkung nieder. Das Ergebnis ist laut BVL Oberflächentechnik eine erhöhte Bauteilsauberkeit bei reduziertem Energieverbrauch und verkürzter Reinigungsdauer.

Hochfrequenz-Impulsverfahren stammt aus der Leiterplattenindustrie

Die Entwicklung basiert auf dem Verfahren HF-Impulse-Etch des Prozessspezialisten LP Chemie, Schechingen bei Schwäbisch Gmünd. Dieses Hochfrequenz-Impulsverfahren verbessert das Ätzen von Leiterplatten. Der Grund dafür wird in der pulsierenden Stoßkraft des Spritzstrahls gesehen. Dieses pulsartige Strahlen der Ätzflüssigkeit ermöglicht, den Isolierabstand zwischen den elektrischen Leitungsbahnen aus Kupfer weiter zu verkürzen.

Bei Standardprodukten reicht er hinab bis zu 0,1 mm. Jedoch werden bereits Bahnbreiten und Isolierabstände von höchstens 0,025 mm gefordert. Schon 0,05 mm Breite und Abstand bereiten laut LP Chemie heute beim konventionellen Ätzen Schwierigkeiten.

Reduzierung des Wasserverbrauchs schon bei Funktionstests offensichtlich

So arbeitet sich die Ätzflüssigkeit nicht idealerweise nur senkrecht in die Tiefe, sondern greift auch die Flanken an. Das passiert nachhaltig unterhalb des Resists, der die Leitungsbahnen beim Ätzen abdeckt und somit gegen die Ätzflüssigkeit schützt. Diese Unterwanderung kann zum Ablösen des Resists führen. Außerdem haben sich sogenannte Pfützen für ein gleichmäßiges, reproduzierbares Ätzen als problematisch herausgestellt, weil sie Widerstände für den Spritzstrahl darstellen.

Diese Widerstände müssen zum Erzeugen der Isolierabstände überwunden werden. Beim pulsartigen Strahlen sind die Schwächen beseitigt: Aufgrund der Puls- und Unterbrechungsdauer, die jeweils im Millisekundenbereich liegen, gelangt weniger Ätzflüssigkeit auf die Leiterplatten. Während der Unterbrechung fließt die verbrauchte Flüssigkeit schneller ab.

Spritz-Waschanlagen: erste erfolgreiche Funktionstests bei ZF Lenksysteme

Des Weiteren wurden beim nachfolgenden Spülen bessere Ergebnisse erzielt. So bot es sich an, die Impulstechnik auf die Teilereinigung zu übertragen: in Spritz-Waschanlagen, die mit kontinuierlichem Spritzstrahl arbeiten. Erste Funktionstests fanden im Werk Schwäbisch Gmünd des Automobilzulieferers ZF Lenksysteme statt. Dort wurden in Anlagen zur Spritzreinigung konventionelle Edelstahldüsen gegen Düsen mit Unterbrechungsturbine, die der Flüssigkeitsstrom antreibt, ausgetauscht.

Das Reinigungsgut bestand zum einen aus Zahnstangen, zum anderen aus Getriebegehäusen. Die Tests zeigten, dass die Strahlpulsung vom Prinzip her funktioniert. Es wurde eine erhöhte Bauteilsauberkeit erreicht. Schon zu diesem Zeitpunkt zeichnete es sich laut LP Chemie ab, dass mit einer Reduktion des Spülwasserverbrauchs um ein Viertel zu rechnen sei. Der Spritzdruck wurde wie bei der Reinigung mit konventionellen Edelstahldüsen auf rund 3,5 bar gehalten.

Größter Unterschied im Ergebnis bei großen Schmutzpartikeln

Weitere Einspareffekte ergeben sich aus einer Optimierung. Hinsichtlich der Restschmutzmenge, der wie bei der Restpartikelzählung die unternehmensspezifische Norm ZFN 5008-C zugrunde lag, wurden die besten Ergebnisse bei einer Impulsfrequenz von etwa 50 Hz erreicht. Bei der Zählung von Restpartikeln größer als 315 µm erhielt man dagegen die kleinste Anzahl bei 30 Hz.

Das war sowohl bei der Zahnstangen- und Gehäusereinigung der Fall als auch bei einer späteren Schneckenreinigung, deren Ergebnisse BVL Oberflächentechnik einschließlich der Edelstahldüsen mit Unterbrecherturbine im vergangenen Jahr erstmals auf der Fachmesse Parts2clean in Stuttgart präsentierte. Bei diesem Test zur Ermittelung der größten Waschstrahlaktivität blieben die üblichen Prozessparameter – wie bei den Vorversuchen – unverändert.

Die größten Unterschiede beim Ergebnis im Vergleich zu den konventionellen Düsen wurden bei großen Partikeln erzielt. Gerade sie sind in der Automobilindustrie oft ein Ausschlusskriterium für ein technisch sauberes Bauteil. In diesem Partikelgrößenbereich setzt sich laut Anlagenhersteller die Edelstahldüse mit Unterbrecherturbine von konventionellen Düsen deutlich ab. Von BVL Oberflächentechnik wurde die Edelstahldüse für einen Spritzdruck von 4 bar bei 14 l/min Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt. Aufgrund des 1/4 -Zoll-Gewindes können damit alle Spritz-Waschanlagen des Herstellers ausgestattet werden.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/oberflaechentechnik/articles/232512/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Aufwind für die Luftfahrt: University of Twente entwickelt leistungsstarke Verbindungsmethode
23.01.2017 | University of Twente

nachricht Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel
17.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Deutscher Innovationspreis für Klima und Umwelt 2017 ausgeschrieben

23.01.2017 | Förderungen Preise

Aufwind für die Luftfahrt: University of Twente entwickelt leistungsstarke Verbindungsmethode

23.01.2017 | Maschinenbau