Bohrlochreinigung durch Kohlenstoffdioxid-Schnee

Bei Bohrungen ohne Durchgang – etwa für Schrauben oder Stifte – müssen gezielte Reinigungsmethoden eingesetzt werden. Üblicherweise legt man die Bauteile zum Reinigen in ein Ultraschallbad. Dabei dringt das Wasser allerdings zwar in die Bohrung ein, die Wirkung des Ultraschalls ist dort jedoch vermindert. Nimmt man das Bauteil heraus, befinden sich in der Bohrung immer noch Wasser und ein Großteil des Schmutzes. Verdunstet das Wasser, trocknen Ölschichten und Staubpartikel erneut in der Bohrung ein.

Die Forscher am IPA in Stuttgart haben nun eine effektivere Reinigungsmethode für die Sacklöcher entwickelt. „Wir setzen einen kleinen Deckel auf die Bohrung, in der eine Kapillare, eine dünne Zuleitung, steckt“, erklärt Ralf Grimme, Wissenschaftler am Fraunhofer IPA. „Durch die Kapillare, die bis auf den Boden des Sacklochs reicht, leiten wir überkritisches CO2 ein. Dieses CO2 steht unter einem sehr hohen Druck, der etwa dem hundertfachen des Atmosphärendrucks entspricht, und hat eine Temperatur von über 30°C. Das CO2 löst den Ölfilm und strömt durch Öffnungen im Deckel wieder aus der Bohrung heraus. Die Verunreinigungen nimmt es mit.“ Der Druck wird gesenkt, wobei die gelösten Öle sich in einem Abscheidebehälter absetzen. Das gasförmige CO2 wird komprimiert und erneut in ein Sackloch geleitet.

Ist die Bohrung von Ölen befreit, folgt ein zweiter Reinigungsschritt. „Der Deckel wird abgehoben und das ausströmende CO2 verwandelt sich in CO2-Schnee. Dieser Schnee pustet die Partikel weg, die beim Bohren des Lochs entstanden sind“, sagt Grimme.

Das Verfahren eignet sich vor allem für die Massenproduktion, da die Wissenschaftler das Reinigungssystem an die jeweilige Form der Bohrung anpassen müssen. Der Deckel braucht die richtige Größe, um das Sackloch dicht abzuschließen. Die Kapillare muss so lang sein, dass sie genau bis auf den Grund des Lochs reicht.

Auf der Messe Parts2Clean haben die Forscher erstmals einen Prototyp der Reinigungsvorrichtung vorgestellt. Im kommenden Jahr starten die Wissenschaftler gemeinsam mit Industriepartnern ein weiteres Forschungsprojekt, in dem sie das System automatisieren und auf einen großen Durchsatz abzielen. In etwa zwei bis drei Jahren könnte es dann auf den Markt kommen.