acp systems: Im Takt schneestrahlen
Neue Schneestrahl-Düsentechnologie erweitert durch mehr Abrasivität das Einsatzspektrum und spart CO2
Eine neue taktende Zweistoff-Ringdüse für die CO2-Schneestrahlreinigung bietet durch mehr kinetische Energie eine gesteigerte Abrasivität. Gleichzeitig lässt sich der Kohlendioxid- und Druckluftverbrauch mit der verschleißfreien Düse um bis zu 15 Prozent reduzieren.
Bereits seit geraumer Zeit geht der Trend in der industriellen Teilereinigung zu Verfahren, mit denen sich partikuläre und filmische Verunreinigung prozesssicher trocken sowie bei Bedarf auch selektiv entfernen lassen. Ein weiterer Aspekt, der an Bedeutung gewinnt, ist die einfache und platzsparende Integration des Reinigungsprozesses in vorhandene Fertigungslinien. Die quattroClean-Schneestrahltechnologie der acp systems AG ist auf diese Anforderungen abgestimmt. Als Reinigungsmedium kann zudem flüssiges, klimaneutrales Kohlendioxid genutzt werden.
Um das Einsatzspektrum des kosteneffizienten und nachhaltigen Reinigungsverfahrens zu erweitern, hat das Unternehmen eine neue Zweistoff-Ringdüse konstruiert, die einen gepulsten Strahl erzeugt. Die verschleißfreie Düse wird dafür mit einem eigens für diese Applikation von acp entwickelten Ventil ausgestattet, das Taktzeiten von bis zu 20 Millisekunden ermöglicht. Die direkte Ansteuerung des Ventils verhindert dabei im Vergleich zu vorgesteuerten Standardventilen ein Vereisen und stellt damit eine zuverlässige Funktion und ein gleichbleibend gutes Ergebnis sicher.
Die Strahl- und Pausenzeiten können unabhängig voneinander eingestellt werden, so dass sich die Takte optimal auf die jeweilige Anwendung sowie den teilespezifischen Behandlungsablauf abstimmen lassen. Gleichzeitig ergeben sich durch die getakteten Strahlimpulse Einsparungen beim CO2- und Druckluftverbrauch. Abhängig vom Takt liegen sie zwischen 10 und 15 Prozent. Bei der erstmaligen Verleihung des FiT2clean- Awards, mit dem der Fachverband industrielle Teilereinigung e.V. (FiT) jährlich herausragende Leistungen und Lösungen für die Bauteilreinigung auszeichnet, belegte die taktende Ringdüse von acp systems den dritten Platz.
Reinigen, Entgraten und Zerspanen
Im Gegensatz zum kontinuierlichen Strahlen verfügt der getaktete CO2-Druckluftstrahl über eine höhere kinetische Energie, die ihn leicht abrasiv macht. Dies eröffnet Einsatzmöglichkeiten, bei denen das klassische CO2-Schneestrahlen bisher passen musste.
Dazu zählt beispielsweise die Abreinigung von lose anhaftenden Schweißperlen nach Schweißprozessen ebenso wie die Entfernung partikulärer Verunreinigungen, die durch angetrocknetes Bearbeitungsmedium auf metallischen Bauteilen haften. Geht es darum, Flussmittelrückstände und Partikel von Bondflächen abzureinigen, bietet die taktende Düse ebenfalls Vorteile.
Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Entfernung partiell vorhandener Folienrückstände nach dem Heißprägen beziehungsweise dem Aufkaschieren von Aluminium auf Kunststoffteile. Der getaktete CO2-Druckluftstrahl verfügt außerdem über ausreichend Reinigungsleistung, um feine Flittergrate an Aluminium- und Zinkdruckgussteilen zu entfernen. Ebenso lässt er sich für das gleichzeitige Entgraten und Reinigen von harten und spröden Kunststoffen, beispielsweise PEEK und PPS einsetzen. Beim Zerspanen dieser Kunststoffe und von Aluminiumbauteilen bietet die neue Zweistoff-Ringdüse ebenfalls Optimierungspotenzial. Als Alternative zu konventionellen Kühlschmiermitteln ermöglichen die kalten Schneekristalle aus Kohlendioxid ein erhöhtes Zeitspanvolumen und damit eine verbesserte Produktivität sowie einen reduzierten Werkzeugverschleiß. Hinzu kommt eine deutlich verringerte Verschmutzung der Bauteile und Maschine.
Vier Wirkmechanismen
Die verschleißfreie Zweistoff-Ringdüse ist das „Herz“ des Verfahrens. Durch sie wird das flüssige Kohlendioxid geleitet und entspannt beim Austritt zu Schneekristallen. Sie werden von einem separaten Druckluftmantelstrahl gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Trifft der gut fokussierbare Strahl auf die zu reinigende beziehungsweise zu entgratende Oberfläche kommt es zu einem thermischen, mechanischen, Lösemittel- und Sublimationseffekt. Durch das Zusammenspiel dieser vier Wirkmechanismen werden partikuläre und filmische Verunreinigungen ebenso reproduzierbar entfernt wie feine Flittergrate.
Die abgelösten Verunreinigungen beziehungsweise Grate werden durch die aerodynamische Kraft des Druckluftstrahls vom Bauteil wegtransportiert und durch eine integrierte Absaugung aus der Prozesskammer beseitigt. Da das CO2 unter Atmosphärendruck sublimiert, sind die Teile sofort trocken und können direkt weiterverarbeitet werden. In der spanenden Bearbeitung ermöglicht die quattroClean-Schneestrahltechnologie, dass die anfallenden Späne sauber, trocken und einfach zu recyclen sind.
Skalierbare Reinigungsanlage
Der skalierbare quattroClean-Prozess lässt sich platzsparend und effizient an unterschiedliche Bauteilgeometrien für eine ganzflächige oder partielle Reinigung anpassen. Die Prozessparameter werden im acpeigenen Technikum durch Versuche ermittelt. Die Konzeption der Reinigungssysteme erfolgt abgestimmt auf die Reinigungsaufgabe und Taktzeitvorgabe auf Basis von Standardmodulen. Dabei werden Standalone-Anlagen ebenso realisiert wie in automatisierte beziehungsweise verkettete Fertigungslinien integrierte Lösungen.