REINIGEN & VORBEHANDELN

EFFIZIENTE REINIGUNG VON KUNSTSTOFF-ANBAUTEILEN VOR DEM LACKIEREN

CO2-Schnee statt Powerwasher Die COz-Schneestrahl-Reinigungstechnologie entfernt Verschmutzungen trocken und ruckstandsfrei. Eigentlich idea le Eigenschaften fUr die Reinigung von Kunststoff-Anbauteilen, wie beispielsweise StoBfangern, vor der Lackierung. Vorausgesetzt, das Verfahren lasst sich hinsichtlich Automatisierung an die spezifischen Anforderungen industrieller Prozesse anpassen.

Zur Reinigung von Karosserie-anbauteilen aus Kunststoff vor dem Lackieren werden heute hiiufig Power-wash-Systeme eingesetzt. Der Platzbe-darf fiir diese Durchlaufanlagen ist durch den mehrstufigen Reinigungspro-zess sowie einen nachgeschalteten Haft-wassertrockner enorm hoch. Bei Teilen mit schiipfender Geometrie oder Kavi-tiiten besteht trotz der Trocknung die Gefahr, dass Wasser in den Lackierpro-zess verschleppt wird. AuBerdem fallen hohe Investitions- und Betriebskosten an. Im Gegensatz dazu entfernt das umweltfreundliche CO 2-Schneestrahl-verfahren der Firma acp aus Esslingen partikuliire und filmische Verunreini-gungen trocken und riickstandsfrei. Vorteile bietet das Verfahren insbeson-dere bei komplexen Teilen: Einerseits schlieBt die trockene Behandlung eine Verschleppung von Fliissigkeit in den Lackierprozess aus, andererseits er-reicht der Reinigungsstrahl auch schwer zugiingliche Stellen.

Besser reinigen und CO2 sparen Kernstiick der nicht abrasiven CO 2-

Schneestrahltechnologie des Esslinger Unternehmens ist der als Uberschall-Zweistoffringdiise ausgefiihrte Reini-gungskopf. Das fliissige Kohlendioxid entspannt beim Austreten aus der Diise zu einem Schnee-Gas-Gemisch, das den Kernstrahl bildet. Zusiitzlich wird Druck-luft als Mantelstrahl zugefiihrt, der die

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A Das modular aufgebaute DOsen-Array erm6gllcht die Relnlgung groBer Flllchen. Unterschledllche Bautellgeometrlen slnd dabel keln Problem.

CO2-Schneekristalle auf Uberschallge-schwindigkeit beschleunigt. Die Beschleu-nigung mit Druckluft bewirkt eine gegen-iiber Einstoff-Diisensystemen wesentlich hiihere Reinigungsleistung bei deutlich geringerem CO2-Verbrauch.

Urn der Automobilindustrie das Opti-mierungspotenzial darlegen zu kiinnen,

das die CO2-Schneestrahltechnologie im Vergleich zu Powerwash-Systemen bie-tet, beauftragte das Esslinger Unterneh-men die Abteilung Lackiertechnik des Fraunhofer IPA, die Effizienz des Ver-fahrens unter Produktionsbedingungen zu untersuchen. Die FuE-Aktivitiiten der Abteilung Lackiertechnik am IPA sind

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A BIOtenstaub, RuBpartlkel und StraBenschmutz von der Lagerung Im Frelen mOssen vor der Lacklerung von den StoBfllngern entfernt werden. Mlt der C0rSchneestrahl-relnlgung werden bel h6herer Wlrtschaftllchkelt ebenso gute Ergebnlsse erzlelt wle mlt elnem Powerwash-System

darauf ausgerichtet, Lackierprozesse letztendlich darum, innerhalb einer mit hoher Prozesssicherheit und -re- praxisnahen Taktzeit eine automatisier-produzierbarkeit in enger Abstimmung te Hi.-O.-Reinigung" durchzufiihren und zwischen Materialentwicklung und daraus einAnlagenkonzept abzuleiten", Beschichtungsprozess darzustellen. berichtet Stephan Paustian, wissen-

schaftlicher Mitarbeiter der Abteilung Tests mit originalverschmutzten Lackiertechnik. Es galt festzulegen, wie StoBfangern viele CO2-Schneestrahldiisen zu einem Die prinzipielle Eignung ihrer CO 2- Diisen-Array zusammengefasst werden Schneestrahltechnologie fiir diese miissen und wie viele Manipulatoren Anwendung hatte acp mit einer handge- erforderlich sind, urn einen mit vier fiihrten Einzeldiise bereits nachgewie- StoBfiingern bestiickten Lackier-Skid sen. HBei unseren Versuchen ging es innerhalb von 60 Sekunden abzureini-

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A Auch Hlnterschneldungen stellen fOr die CO2-8chneestrahlrelnlgung mlt dem DOsen-Array keln Problem dar - Querkontamlnatlonen k/)nnen dabel ausgeschlossen werden

FOr die CO2-Relnlgung mlt dem DOsen-Array k6nnen ganz norma le Manlpulatoren elngesetzt werden ~

gen. AuBerdem spielten Querkontami-nationen eine Rolle, also die Gefahr, dass sich aufgewirbelter Schmutz auf einem bereits abgereinigten Bauteil ablagert. Ein weiterer Aspekt war die Einschriinkung der Reinigungsleistung durch die Teileanordnung. HEs geht dabei urn die Frage, erreicht das Diisen-Array jeden zu reinigenden Bereich oder sind beispielsweise die Abstiinde zwischen den Werkstiicken zu gering. AuBerdem hiingen diese nicht immer exakt gleich am Skid und auch dann muss eine zuverliissige Reinigung gewiihrleistet sein", erkliirt Paustian.

Fiir die Reinigungsversuche setzte das IPA StoBfiinger ein, die nach der Herstel-lung im Freien gelagert word en waren und an denen Bliitenstaub, RuBpartikel, StraBenschmutz und andere Verunreini-gungen hafteten. Die Reinigung der Bum-per erfolgte auf iiblichen Lackier-Skids mit Arrays, die fiinfC0 2-Schneestrahldii-sen beinhalteten. Die Diisen-Arrays las-sen si ch durch einen modularen Autbau optimal an die dreidimensionalen Werk-stiickstrukturen anpassen.

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Handling durch Standard-Roboter

Die symmetrische Bauteilgestaltung erlaubte es den Mitarbeitern des IPA, sich bei der Programmierung der erfor-derlichen Roboterbewegungen auf eine Halfte des StoBfangers zu beschranken. HWir haben dabei mit verschiedenen Abstanden gearbeitet, um einen Bereich zu definieren, in dem die Reinigungs-wirkung des Kohlendioxid-Strahls eine zuverlassige Entfernung der Partikel auch an kritischen Stellen der Anbau-teile, wie beispielsweise Hinterschnei-dungen, gewahrleistet. Als praktikabel hat sich ein Arbeitsbereich zwischen 30 und 70 Millimeter ergeben", so

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HDa es sich bei diesen Manipulatoren um ganz normale Handlingroboter han-delt, die keinen Ex-Schutz beniitigen, sind sie relativ gunstig zu haben", fugt Paustian hinzu.

Oberzeugendes Reinigungsergebnis Bewertet wurden die Reinigungsergeb-nisse durch Vergleichsmessungen mit dem PartSens. Das Messsystem (ent-wickelt von acp) fur die Erkennung und Quantifizierung partikularer Ver-unreinigungen arbeitet auf Basis der Streiflichttechnologie. Als Nullprobe dienten Teile, die direkt nach der Rei-nigung mit einem Powerwasher aus

Kompakt und wirtschaftlich

Geht es um die Wirtschaftlichkeit, kann die CO 2-Schneestrahltechnologie der acp mit handfesten Vorteilen gegenuber einer Powerwash-Anlage aufwarten. Dies beginnt bereits beim Platzbedarf: Fur eine vollautomatisierte COrReini-gungsanlage des Esslinger Herstellers wird nicht mehr Platz beniitigt als fur die Kabine zur Lackierung der StoBfan-ger - in diesem Fall also rund sieben bis acht Meter. Der Energiebedarf ist eben-falls deutlich geringer. AuBerdem ent-fant durch die trockene und riickstands-freie Reinigung die Abwasserproblema-tik und es kommt keine Chemie zum

Paustian. Aus den Ergebnissen lieB sich der Linie entnommen worden waren. Einsatz. DorlsSchulz

ableiten, dass fur die automatisierte HDas CO 2-Reinigungsverfahren der acp Reinigung eines mit vier Bumpern lieferte ebenso gute Reinigungsergeb- Kontald:

bestuckten Lackier-Skids insgesamt vier nisse. Als endgultiges Kriterium zogen Stephan Paustian, Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung IPA,

Abteilung Lackiertechnik, Stuttgart, Tel. 0711 970-00, www.ipa.fraunhofer.de;

Peter Fade, acp - advanced clean production GmbH, Esslingen, Tel. 0711 687039-0, www.acp-micron.com

jeweils mit einem Dusen-Array ausge- wir die Lackhaftung heran - und auch stattete Roboter erforderlich sind - zwei da uberzeugte die CO2-Reinigung'', so links und zwei rechts in Fiirderrichtung. Paustian.

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