Trockene, selektive Reinigung

Wenn sehr enge Toleranzen einzuhalten sind, erfolgt während der Fertigung häufig eine 100%-Kontrolle durch eine optische Vermessung. Die dafür erforderlichen sauberen Oberflächen lassen sich mit der innovativen Reinigungszelle quattroClean der ACI AG vollautomatisiert und fertigungsintegriert herstellen.

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Durch vier Wirkmechanismen entfernt der gut fokussierbare Schneestrahl partikuläre und filmische Kontaminationen zuverlässig und reproduzierbar von praktischen allen technischen Werkstoffen.

Um Produktqualität und Wirtschaftlichkeit zu sichern, werden spanend hergestellte Präzisionsbauteile häufig optisch vermessen. Je näher das Messsystem dabei am Bearbeitungszentrum platziert werden kann, desto besser. Problematisch sind jedoch die auf der Bauteiloberfläche vorhandenen Kontaminationen durch das Bearbeitungsmedium, Späne und Flitter. Sie können Messfehler verursachen und dadurch zu vermeintlichem Ausschuss führen. Ideal ist es daher, einen bedarfsgerecht ausgelegten Reinigungsprozess direkt nach dem Fertigungsschritt vor dem Messsystem zu platzieren. Möglich macht dies die modular aufgebaute Reinigungslösung quattroClean der ACI AG. Sie lässt sich auf kleinstem Raum in vollautomatisierte, verkettete Produktionslinien integrieren oder separat einsetzen. Die Zuführung der Teile kann durch alle in der Automatisierungstechnik üblichen Systeme erfolgen. Die Einbindung der serienmäßigen Anlagensteuerung in einen Leitrechner erfolgt über standardisierte Schnittstellen. Alle Prozessparameter werden automatisch erfasst und gespeichert beziehungsweise an den Leitrechner übergeben.

Kompakte Zelle mit integrierter CO2-Schneestrahlreinigung

Das quattroClean-System steht für die Integration in automatisierte Prozesse in drei unterschiedlichen Größen zur Verfügung.
Das quattroClean-System steht für die Integration in automatisierte Prozesse in drei unterschiedlichen Größen zur Verfügung.

Das in drei unterschiedlichen Größen verfügbare quattroClean-System ermöglicht die trockene und selektive Reinigung der zu messenden Oberflächen im One-Piece-Flow des Produktionssystems oder in einem Rundtaktisch. Es wird dafür mit einem anwendungsspezifisch angepassten CO2-Schneestrahlreinigungssystem der acp, einem Unternehmen der ACI-Gruppe, ausgestattet. Reinigungsmedium bei diesem umweltneutralen Verfahren ist flüssiges Kohlendioxid, das als Nebenprodukt bei chemischen Prozessen und der Energiegewinnung aus Biomasse entsteht.

Das flüssige CO2 wird durch die patentierte Zweistoffring-Düse des acp-Systems geleitet und entspannt beim Austritt zu feinen CO2-Kristallen. Sie werden durch einen ringförmigen Druckluft-Mantelstrahl gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Trifft der gut fokussierbare, minus 78,5°C kalte Schnee-Druckluftstrahl auf die zu reinigende Oberfläche auf, kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Sublimations- und Lösemitteleffekt. Durch diese vier Wirkmechanismen des quattroClean-Systems werden filmische Kontaminationen, beispielsweise Reste von Kühlschmiermitteln, Bearbeitungsölen und Polierpasten, sowie partikuläre Verunreinigungen wie Späne und Staub sowie Flittergrate zuverlässig entfernt. Gleichzeitig erfolgt die Reinigung durch den nicht brennbaren, nicht korrosiven und ungiftigen CO2-Schnee materialschonend, sodass auch empfindliche und fein strukturierte Oberflächen behandelt werden können. Durch die aerodynamische Kraft des Druckluftstrahls werden die abgelösten Verunreinigen weggeströmt und gemeinsam mit dem in den gasförmigen Zustand sublimierten CO2 aus der Reinigungszelle abgesaugt. Die Werkstücke sind nach der Reinigung trocken und können sofort vermessen werden.

Erfolgreich im Serieneinsatz

Die Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlendioxid sowie Strahlzeit werden exakt auf die jeweilige Applikation abgestimmt. Je nach Folgeprozess kann auch eine Re-Temperierung des Bauteils integriert werden.
Die Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlendioxid sowie Strahlzeit werden exakt auf die jeweilige Applikation abgestimmt.

Das quattroClean-System ist unter anderem bei der Mahle GmbH für die fertigungsintegrierte Reinigung von Motorkolben vor der optischen Vermessung der Mantelflächen im Einsatz. Das Teilehandling erfolgt durch einen Roboter, der die Kolben sowohl in der Reinigungszelle als auch der Messstation platziert. Er verfügt dafür über zwei Greifsysteme – eines für kontaminierte und eines für gereinigte Werkstücke. Um Messfehler zu vermeiden, erfolgt am Ende des Reinigungsprozesses eine Re-Temperierung. Das System arbeitet im One-Piece-Flow des Produktionssystems mit einer Reinigungsleistung von 11 cm2/sek ausgelegt.

Individuelle Anpassung bis hin zur Reinraumausführung

Alle Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlendioxid sowie Strahlzeit werden durch Reinigungsversuche exakt auf die jeweilige Applikation, die Materialeigenschaften und die abzureinigenden Kontaminationen abgestimmt. Dies ermöglicht den Einsatz des quattroClean-Systems auch in Beschichtungs- Montage- und Verpackungslinien sowie anderen Prozessen, die saubere Oberflächen erfordern. Entsprechend der Aufgabenstellung führt ACI die Reinigungszellen auch für den Einsatz in Reinräumen aus. Für Reinigungsversuche unter reinen Bedingungen verfügt ACI über ein eigenes Applikationszentrum mit einem Reinraum der ISO Klasse 7, bedarfsweise auch als Raum der ISO Klasse 6 einsetzbar. Equipment für Untersuchungen der Sauberkeit vor und nach der Reinigung steht ebenfalls zur Verfügung.

Kontakt:

www.aci.ag