Bauteilreinigung: Vom Erfahrungswert zur Prozessbeherrschung

Die industrielle Bauteilreinigung entwickelt sich mit zunehmender Dynamik von einem einzelnen Fertigungsschritt zu einer über die gesamte Prozesskette definierten und überwachten Qualitätsaufgabe. Auf der 34. Fachtagung Industrielle Bauteilreinigung des FiT in Esslingen reichte das Spektrum deshalb von High-Purity-Anwendungen und Batteriezellfertigung über neue Lösemittel- und Laserprozesse bis zu bildgebender Sauberkeitsmesstechnik, Prozessmonitoring und neuen normativen Ansätzen. Besonders deutlich wurde: Nicht maximale Sauberkeit um jeden Preis ist das Ziel, sondern ein reproduzierbarer, funktional begründeter und wirtschaftlich beherrschter Oberflächenzustand.

Die 34. Fachtagung Industrielle Bauteilreinigung am 25. und 26. Juni 2026 im Neckar Forum Esslingen zeigte mit 19 regulären Vorträgen und den drei Finalistenbeiträgen zum FiT2clean Award ein ungewöhnlich breites Bild der aktuellen Entwicklungen in der industriellen Reinigungstechnik. Dabei ließen sich trotz der großen thematischen Spannweite einige wiederkehrende Fragestellungen erkennen. Hohe Sauberkeitsanforderungen werden zunehmend nicht mehr allein durch die Auswahl einer leistungsfähigeren Reinigungsanlage beantwortet. Mit zunehmender Dringlichkeit rückt vielmehr das Verständnis der gesamten Prozesskette, eine funktional begründete Sauberkeitsspezifikation, die messtechnische Überwachung relevanter Prozessgrößen und die Frage, wie ein einmal erreichter Zustand bis zum Folgeprozess erhalten werden kann.

FiT-Vorsitzender Dr. Michael Flämmich ordnete diese Entwicklung bereits in seiner Einführung in einen breiteren Zusammenhang ein. Der Verband wolle Anwender über den gesamten Zyklus eines Reinigungsprozesses von der Entwicklung und Installation über Anlauf und Stabilisierung bis zu späteren Prozessänderungen unterstützen. Neben Verfahrenstechnik und Chemie spielen deshalb Messtechnik, Kommunikation, Richtlinienarbeit und der Erfahrungsaustausch zwischen Anwendern, Anlagenbauern und Forschungseinrichtungen eine zunehmend wichtige Rolle.

Sauberkeit beginnt lange vor der Reinigungsanlage

Wie grundlegend sich damit die Perspektive auf industrielle Sauberkeit verändert, machte Theresia Fasinski von Colandis deutlich. Ihre zentrale Botschaft: Reinheit ist keine Eigenschaft, die allein am Ausgang einer Maschine erzeugt wird. Sie entsteht – oder geht verloren – entlang einer Prozesskette, die beim Bauteildesign und Rohmaterial beginnt und über Fertigung, Einzelteil- und Baugruppenreinigung, Verpackung und Transport bis zur Montage beziehungsweise Inbetriebnahme reicht.

Gerade bei High-Purity-Anwendungen liege ein erhebliches Problem in falsch oder unvollständig formulierten Anforderungen. So werde beispielsweise eine Luftreinheitsklasse wie ISO 7 mitunter fälschlich unmittelbar in eine Forderung an die Oberflächenreinheit eines Bauteils übersetzt. Tatsächlich beschreibt die Reinraumklasse jedoch nur die Partikelkonzentration in der Umgebungsluft.

Welchen wirtschaftlichen Hebel eine solche Anforderungsklärung besitzen kann, zeigte Fasinski an einem Kundenprojekt. Für eine ursprünglich vorgesehene Reinraumlösung mit Investitionskosten in der Größenordnung von 500.000 Euro hatte sich nach genauer Analyse der Funktionsanforderung eine wesentlich einfachere Lösung für rund 35.000 Euro als ausreichend erwiesen. Umgekehrt könne eine anspruchsvolle Reinigung komplett entwertet werden, wenn die nachfolgende Logistik nicht berücksichtigt werde. In einem weiteren Praxisbeispiel berichtete sie von Schrauben, die aufwendig für eine Reinraumanwendung gereinigt und portionsweise verpackt wurden. Beim Kunden riss man die Verpackungen auf und schüttete die Schrauben skrupellos in einen Wendelförderer – Sauberkeit ade.

Die Beispiele treffen einen Kernpunkt, der während der Tagung in unterschiedlichen Varianten immer wieder auftauchte: Die Frage lautet nicht nur, wie ein Bauteil gereinigt werden kann, sondern auch in welchem Zustand es welche Stelle in der Prozesskette erreicht.

Das Quality Gate wird zur Prozessgrenze

Gerhard Koblenzer von LPW Reinigungssysteme führte diesen Gedanken für High-Purity- und Reinraumanwendungen weiter. Sein „Qualitygate“ bezeichnet den Übergang aus einer vergleichsweise kontaminierten Produktionsumgebung in einen kontrollierten Bereich. Entscheidend sei auch hier nicht allein die Reinraumklasse, sondern eine technische Sauberkeitsspezifikation, die vor diesem Übergabepunkt erreicht und anschließend gehalten werden müsse.

Damit verschiebt sich auch die Aufgabe eines Anlagenbauers. Koblenzer zufolge genügt es bei anspruchsvollen Anwendungen nicht mehr, eine Maschine mit einer bestimmten Reinigungsleistung zu liefern. Medienversorgung, Umgebungsbedingungen, Handling, Prozessmonitoring, Validierung und Reinraumübergabe müssen gemeinsam mit dem Prozesseigner entwickelt werden. Für besonders anspruchsvolle High-Purity-Projekte löse die eigentliche Reinigungsoperation nach seiner Einschätzung selbst unter guten Bedingungen nur einen Teil der Gesamtaufgabe; ein erheblicher Anteil entfalle auf Prozessgestaltung und Schnittstellenbeherrschung.

Wie weit dieser Ansatz reicht, zeigte ein Projekt zur Reinigung von Kapillarröhrchen für die Medizintechnik. Das Vorhaben begann 2019 mit Versuchen. Anschließend übernahm LPW über rund drei Jahre die Lohnreinigung und nutzte diese Phase gleichzeitig, um die spätere Serienlösung, Validierungsunterlagen und ein geeignetes Warenträgerkonzept zu entwickeln.

Die resultierende Anlage arbeitet mit einem Doppelkammerkonzept und Übergang in den Reinraum. Zur Prozessüberwachung gehören unter anderem Leitfähigkeitsmessung, doppeltes Partikelmonitoring, Chargenzuordnung und Zeitreihenanalyse. Zudem kommen KI-gestützte Auswertungen zum Einsatz, die Auffälligkeiten in langfristigen Datenreihen erkennen und als Frühwarnsystem dienen sollen.

Batteriezellfertigung: Reinigung und Umformung

Einen besonders industrienahen Blick auf die Prozesskettenproblematik bot Christian Gramlich von Fuchs Lubricants am Beispiel zylindrischer Batteriezellgehäuse. In der Batteriezellfertigung treffen extrem hohe Stückzahlen auf Oberflächen, bei denen bereits kleine Defekte oder Restkontaminationen Ausschuss verursachen können. Gramlich betrachtete deshalb Umformung, Reinigung und Korrosionsschutz bewusst als ein gemeinsames System.

Bei größeren zylindrischen Formaten wie 4680 und 4695 steigen die Anforderungen an die Umformung des vernickelten Stahlblechs. Der Werkstoff beziehungsweise die Dicke der funktionalen Nickelschicht wächst jedoch nicht zwangsläufig proportional mit dem Zellformat. Dadurch können insbesondere an Schnittkanten und stark umgeformten Bereichen lokale Schädigungen oder Risse in der Nickelschicht entstehen, die Stahl freilegen und damit Korrosion begünstigen.

Schon die Auswahl des Umformmediums beeinflusst deshalb den späteren Reinigungsprozess und es reicht nicht, das Umformmedium einfach möglichst vollständig zu entfernen. Die Reinigung muss Partikel beseitigen, darf den Werkstoff beziehungsweise exponierten Stahl nicht zusätzlich angreifen und muss gegebenenfalls bereits einen temporären Korrosionsschutz integrieren. Gerade in der Großserie entsteht daraus ein enger Zielkorridor. Gramlich nannte Linienleistungen von mehreren hundert zylindrischen Gehäusen pro Minute. Automatische Sichtprüfungen nach der Reinigung machen Flecken, Kratzer oder Korrosionsspuren unmittelbar zu einem Ausschusskriterium. Korrosionsschutzadditive in den Spülstufen müssen deshalb hoch genug dosiert werden, um exponierten Stahl zu schützen, gleichzeitig aber niedrig genug bleiben, um keine sichtbaren Auftrocknungsflecken oder störenden organischen Rückstände zu hinterlassen.

Hinzu kommt die spätere elektrochemische Umgebung der Batterie. Ein Schutzstoff, der die Metalloberfläche während Zwischenlagerung und weiterer Verarbeitung hervorragend schützt, darf die Zellchemie nicht negativ beeinflussen. Gramlich fasste die Aufgabe entsprechend als Kette zusammen: Die Umformung sollte die Nickelschicht möglichst wenig schädigen, während der Reinigung darf keine neue Korrosion entstehen, und der danach verbleibende Oberflächenzustand muss zum späteren Zellprozess passen. Unterschiede zwischen Stahllieferanten können dabei bereits am Beginn der Kette Auswirkungen auf die spätere Korrosionsqualität haben.

Für besonders kritische Bereiche zeigte Gramlich einen ungewöhnlich lokalen Ansatz. An definierten, korrosionsgefährdeten Zonen – etwa im Umfeld gezielt geschwächter Berst- beziehungsweise Sollbruchbereiche – wurde eine wachsartige Schutzschicht mit einer feinen Nadel aufgetragen. Im Versuch lag die Menge bei etwa 0,1 g. Für größere Zellformate wie 4680 sei eine automatisierte Applikation einschließlich Aushärtung ungefähr innerhalb einer Sekunde realisierbar. Ein konkretes Projekt erreichte nach Referentenangabe rund 40 Millionen Teile pro Jahr.

Der Vortrag machte damit deutlich, dass Reinigung in hochautomatisierten Zukunftsmärkten nicht als Korrekturstufe für vorgelagerte Prozesse verstanden werden kann. Werkstoff, Tribologie, Reinigung, Korrosionsschutz und Qualitätsprüfung müssen gemeinsam ausgelegt werden.

Vom Wechselintervall zum gemessenen Badzustand

Einen ähnlichen Schritt von Erfahrungswerten zu datenbasierter Prozessführung beschrieb Christoph Steinsiek von VACOM beim Thema Badwechsel. In vielen Reinigungsprozessen werden Bäder noch immer nach festen Zeiträumen, Chargenzahlen oder Erfahrungswerten gewechselt. Das Problem: Die tatsächliche Belastung eines Reinigungsbades folgt keinem Kalender. Teilezahl, Art und Menge der eingeschleppten Verschmutzung, Werkstoff, Prozesschemie, Filtration, Ölabscheidung, Destillation, Nachdosierung und Temperatur verändern seinen Zustand.

Ein starrer Wechselplan kann daher in beide Richtungen falsch liegen. Wird zu früh gewechselt, entstehen unnötiger Chemie-, Wasser-, Energie- und Entsorgungsaufwand. Erfolgt der Wechsel zu spät, kann die geforderte Bauteilsauberkeit nicht mehr sicher erreicht werden.

Der von Vacom vorgestellte Ansatz koppelt deshalb Badparameter mit dem tatsächlich erreichten Bauteilergebnis. Als mögliche Überwachungsgrößen wurden unter anderem pH-Wert, Konzentration beziehungsweise Refraktometerwerte, Leitfähigkeit, ICP-MS, TOC, LPC und Kavitationsmessungen genannt. Auf Bauteilebene können wiederum Verfahren wie XPS, Schwarz- beziehungsweise Weißlichtkontrolle, Restgasanalyse und partikuläre Sauberkeitsmessung hinzukommen. Welche Messgröße sinnvoll ist, hängt vom jeweiligen Prozess ab. Vor allem die Probenahmestelle darf nicht unterschätzt werden: Ein Messwert aus Tank, Rücklauf oder Spülzone ist nicht automatisch miteinander vergleichbar.

Der entscheidende Schritt besteht daher nicht darin, möglichst viele Sensoren einzubauen. Zunächst muss ermittelt werden, welche Messwerte tatsächlich mit der relevanten Sauberkeit des Bauteils korrelieren. Vacom verbindet dies mit einem Six-Sigma-/PDCA-Vorgehen aus Prüfplan, wiederkehrender Probenahme, dokumentierten Grenzwerten und einem definierten Reaktionsplan bei Abweichungen. Witness-Proben können ergänzend eingesetzt werden, um beispielsweise eine Rekontamination aus dem Prozess unabhängig von der Streuung realer Fertigungsteile sichtbar zu machen.

Für ein konkretes Projekt konnten je nach Station Einsparungen zwischen 17 und 62 Prozent erzielt werden – umgerechnet rund 4.000 kWh vermiedener Energieeinsatz, etwa 300.000 Euro jährliche Einsparung sowie ungefähr 20 Prozent mehr Chargen im gleichen Zeitraum.

Butan: Phasenwechsel statt hoher Temperatur

Einen der ungewöhnlichsten technologischen Ansätze präsentierten Norbert Rischer von Ecoclean und Dr.-Ing. Markus Rochowicz vom Fraunhofer IPA mit verflüssigtem n-Butan. Ausgangspunkt der Entwicklung ist der vergleichsweise hohe Energiebedarf klassischer Lösemittelanlagen. Energie wird nicht nur für die eigentliche Reinigung benötigt, sondern unter anderem für Beheizung, Pumpen, Destillation, Trocknung und teilweise die anschließende Abkühlung der Bauteile.

Butan eröffnet hier aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften einen anderen Prozessweg. n-Butan ist bei Raumtemperatur gasförmig, lässt sich jedoch bereits unter moderatem Druck verflüssigen. Der vorgestellte Ansatz nutzt es als unpolares Reinigungsmedium für ölartige Kontaminationen. Die Teile können bei annähernd Raumtemperatur mit flüssigem Butan gereinigt werden; nach der Reinigung wird der Druck abgesenkt, das Medium verdampft und die Bauteile trocknen durch den Phasenwechsel.

Der Demonstrator besitzt eine ungefähr zwei Liter große Arbeitskammer mit Flutbehälter, Destillation, Kondensation, Partikelfiltration, Vakuumtechnik sowie Gasüberwachung und Absaugung. Für n-Butan wurde bei 20 °C ein Dampfdruck von etwa 2,1 bar genannt; der Demonstrator arbeitete bei Raumtemperatur ungefähr zwischen zwei und drei bar. Als Prozessvarianten wurden unter anderem Spritzreinigung, Injektionsflutwaschen und Druckwechselverfahren untersucht.

Bemerkenswert sind die Versuche mit realen medizintechnischen Implantatbauteilen. Bei einem Bauteil wurde die gemessene Restverunreinigung in einem Reinigungszyklus von mehr als 4.700 µg auf 15 µg reduziert, bei einem zweiten von mehr als 3.200 µg auf 76 µg. Weitere Zyklen senkten die Werte nach Darstellung der Referenten weiter. Gleichzeitig wurde ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der bestehende Referenzprozess damit noch nicht in jeder Hinsicht vollständig erreicht war.

Der energetische Vorteil der Butanreinigung entsteht dabei nicht primär aus einer spektakulär geringeren Verdampfungsenthalpie. Vielmehr kann das niedrigere Temperaturniveau Wärmeverluste reduzieren und Prozessschritte beziehungsweise Peripherie für Aufheizung, Trocknung und Bauteilkühlung vereinfachen. Dem stehen erhebliche sicherheitstechnische Anforderungen gegenüber. Die Technologie ist damit noch kein universeller Ersatz für etablierte Lösemittelverfahren, eröffnet aber einen interessanten Entwicklungsweg.

Ultraschallwirkung messen statt Generatorleistung ablesen

Wie stark sich die industrielle Reinigung in Richtung Prozessdiagnostik bewegt, zeigte auch Marko Flatten von Ecoclean. Bei Ultraschallreinigungsanlagen dient häufig die eingestellte elektrische Generatorleistung als Kennwert. Sie ist jedoch nicht notwendiger Weise ein verlässlicher Indikator, welche akustische Wirkung und Kavitation im Reinigungsbad tatsächlich ankommen. Temperatur, Reiniger, Entgasungszustand, Frequenz, Verschleiß und weitere Randbedingungen beeinflussen die reale Wirkung.

APM-Go! soll deshalb die akustische Signatur des Prozesses von außen und damit ohne direkten Medienkontakt erfassen. Das Signal wird vorverarbeitet, mittels Fast-Fourier-Transformation ausgewertet und um eine Kavitationsanalyse ergänzt. Neben der Grundfrequenz werden harmonische Resonanzen und das breitbandige Kavitationshintergrundrauschen betrachtet. Der resultierende APM-Wert wird mit einem Referenzzustand verglichen. Ziel ist weniger die Definition eines universellen Absolutwerts für „guten Ultraschall“ als vielmehr die reproduzierbare Erkennung von Veränderungen.

Ein praktisches Beispiel verdeutlichte, wie stark vermeintliche Nebenbedingungen wirken können. Beim Einschalten eines laufenden Filtrationskreislaufs fiel die gemessene Kavitationsintensität deutlich ab. Nach dem Abschalten benötigte der Prozess teilweise bis zu 50 Sekunden, um wieder das vorherige Niveau zu erreichen. Wer Messungen ohne definierte Randbedingungen durchführt, kann daher unterschiedliche Prozesszustände miteinander vergleichen, ohne dies zu bemerken.

Ecoclean differenziert mehrere Ausbaustufen: APM-Go! dient als mobiles Diagnoseinstrument, APM-Live! der automatisierten Überwachung im Serienprozess und weitere Varianten einer tiefergehenden beziehungsweise höherfrequenten Messung. Damit wird die Ultraschallwirkung zunehmend zu einer eigenständigen Prozessgröße, die ähnlich wie Temperatur oder Badchemie überwacht und dokumentiert werden kann.

Ein Kontaktwinkel erzählt nicht immer die ganze Geschichte

Dass auch etablierte Oberflächenmessgrößen differenzierter betrachtet werden müssen, zeigte Katharina Wulz von Krüss. Ein einzelner statischer Kontaktwinkel kann unterschiedlich saubere oder chemisch heterogene Oberflächen teilweise nur unzureichend unterscheiden. Grund dafür ist die Kontaktwinkelhysterese: Der Winkel eines Tropfens hängt davon ab, ob sich seine Dreiphasenlinie gerade über die Oberfläche ausbreitet oder zurückzieht.

Krüss kombiniert deshalb die Liquid-Needle-Methode zur Ermittlung eines jüngst fortgeschrittenen Tropfens mit dem sogenannten Stood-Up Drop für einen jüngst zurückgezogenen Zustand. Dadurch lassen sich Fortschreit- und Rückzugswinkel beziehungsweise deren Differenz erfassen. In Anwendungsbeispielen mit gestanzten Metallteilen, Steckerkontakten vor dem Ultraschallschweißen und optischen Komponenten differenzierte der Rückzugszustand unterschiedlich saubere beziehungsweise prozessfähige Oberflächen teilweise deutlicher als ein konventioneller statischer Kontaktwinkel.

Für die Oberflächentechnik ist das vor allem deshalb interessant, weil geringe filmische oder oberflächenaktive Rückstände die Entnetzung stärker beeinflussen können als die initiale Benetzung. Die Methode ist damit kein Ersatz sämtlicher Kontaktwinkelmessungen, sondern erweitert den Informationsgehalt.

Aus Fluoreszenz wird eine flächige Messwertkarte

Einen technologisch sehr interessanten Beitrag zur Sauberkeitsprüfung lieferte André Lohse von SITA Messtechnik. Fluoreszenzmessung zur Detektion organischer Rückstände ist in der industriellen Reinigung etabliert, erfolgt bislang jedoch häufig punktuell oder als visuelle Schwarzlichtkontrolle. Gerade bei größeren Funktionsflächen liegt darin ein grundsätzliches Repräsentativitätsproblem: Ein sauberer Messpunkt sagt wenig darüber aus, ob einige Zentimeter daneben noch eine lokale Kontaminationsinsel vorhanden ist.

Mit dem FluoSpection Qube entwickelt SITA die Fluoreszenzprüfung deshalb zu einer bildgebenden Messung weiter. Das System kombiniert ein Weißlichtbild des Bauteils mit einem unter UV-Anregung aufgenommenen Fluoreszenzbild. Verwendet wird eine Anregungswellenlänge von 365 nm. Die Kamera ist kalibriert, das UV-Anregungslicht wird optisch vom Fluoreszenzsignal getrennt, und beide Bildkanäle werden pixelgenau miteinander fusioniert. Entscheidend ist: Die Farbdarstellung ist nicht lediglich ein Kamerabild. Hinter den Pixeln liegen normalisierte Fluoreszenzmesswerte.

Für ein einzelnes kalibriertes Sichtfeld von 10 × 10 cm nennt SITA mehr als vier Millionen Bildpunkte und eine Pixelauflösung von 40 µm. Bauteile bis etwa 30 × 30 × 30 cm können im Qube aufgenommen werden; größere Flächen lassen sich aus mehreren Einzelaufnahmen zusammensetzen. Die Messkammer schirmt Fremdlicht ab, das Bauteil kann automatisiert positioniert werden. In der Software lassen sich Referenzteil, Messablauf, Prüfregionen und Grenzwerte als Template hinterlegen. Ein beliebig eingelegtes Bauteil soll erkannt und virtuell ausgerichtet werden, sodass die definierten Funktionsflächen anschließend automatisiert geprüft werden können.

Eine Kontamination kann so unmittelbar der realen Bauteilgeometrie zugeordnet werden. Bei einer umlaufenden Klebenut lässt sich beispielsweise nicht nur feststellen, dass Fluoreszenz vorhanden ist, sondern an welcher Stelle der Funktionsfläche sie auftritt.

Interessant war dabei auch Lohses Haltung zum Einsatz künstlicher Intelligenz. KI-gestützte Klassifizierung und Anomaliedetektion sind als weitere Entwicklungsstufen vorgesehen. Bei einer bildgestützten 3D-Rekonstruktion warnte er jedoch ausdrücklich davor, durch algorithmische Bildverbesserung die quantitativen Messdaten zu verändern. Die Markteinführung des FluoSpection Qube wurde für Oktober 2026 angekündigt.

Messen, reinigen und anschließend nachweisen

Der Verbundvortrag von Dr. Alexander Blättermann (Fraunhofer IPM), Stefan Schaal (Mafac) und Andreas Neumann (Carl Zeiss Jena) betrachtete nicht eine einzelne Technologie, sondern die Kette aus flächiger Sauberkeitsmessung, anpassbarer Reinigungsmechanik und industrieller Prozessvalidierung. Das Fraunhofer IPM arbeitet mit fluoreszenzbasierten F-Camera- und F-Scanner-Systemen. Die F-Camera adressiert kleinere bis mittlere Flächen, während der Scanner großformatige Bauteilen skaliert. Für die Kamera wurden typische Pixelgrößen von etwa 2 bis 10 µm und optische Auflösungen in der Größenordnung von 5 bis 20 µm genannt. Der F-Scanner führt einen Laserstrahl punktweise über die Oberfläche und erzeugt laut Vortrag etwa 0,5 bis zwei Millionen Messpunkte pro Sekunde. Dadurch können Kontaminationskarten kompletter Funktionsflächen entstehen.

MAFAC zeigte, wie eine solche Messtechnik wiederum bei der Entwicklung des Reinigungsprozesses eingesetzt werden kann. Für konkrete Versuche gibt MAFAC bis zu 60 Prozent höhere Wirkung gegenüber einem starren System an – das ist allerdings ein projekt- beziehungsweise herstellerbezogener Wert, nicht ein allgemeiner Benchmark. Ergänzend arbeitet das Unternehmen auch mit Druckwechselverfahren.

Besonders wertvoll für die Einordnung war der dritte Teil aus Anwendersicht. Carl Zeiss Jena nutzt solche Messungen, um Reinigungsmedien, Maschinen und Prozesszeiten systematisch zu qualifizieren. Neumann stellte damit auch historisch gewachsene Reinigungsrezepte infrage: Ein Prozess müsse nicht deshalb zehn Minuten dauern, weil er schon immer zehn Minuten gedauert habe. Entscheidend sei, durch Messung die tatsächlich erforderliche Zeit zu bestimmen und aus einer großen Zahl bauteilspezifischer Varianten möglichst wenige robuste Prozessprogramme abzuleiten. Gleichzeitig gewinnt die Archivierung der Messergebnisse an Bedeutung, etwa um bei späteren Abweichungen zwischen internem Prozess, Lieferant, Transport und Kunde unterscheiden zu können.

Der Verbundvortrag brachte damit einen wesentlichen Trend der gesamten Tagung auf den Punkt: Fortschritte in der Reinigungstechnik entstehen zunehmend nicht allein durch stärkere Mechanik oder neue Chemie, sondern durch die Rückkopplung zwischen Prozess und gemessenem Oberflächenzustand.

Normen sollen aus „sauber“ eine technische Vereinbarung machen

Die zunehmende Bedeutung der Messtechnik führt unmittelbar zur Frage, was eigentlich gemessen und vereinbart werden soll. Zwei Vorträge widmeten sich deshalb aktuellen Entwicklungen bei der Standardisierung.

Dr.-Ing. Markus J. Heneka von RJL Micro & Analytic erläuterte die zweite Revision des VDA Band 19.1 zur Prüfung der technischen Sauberkeit. Der seit 2004 etablierte Rahmen für Extraktion, Gravimetrie, lichtmikroskopische Partikelanalyse und weitere Verfahren bleibt im Grundsatz erhalten, wird aber erweitert. Die 2026 vorgestellte zweite Revision umfasst laut Präsentation 413 Seiten. Neu hinzu kommen unter anderem zwei trockene Extraktionsverfahren und eine stärkere Standardisierung der Materialbestimmung mittels REM-EDX.

Das ist mehr als eine Erweiterung des analytischen Werkzeugkastens. Ein Partikel lässt sich nicht allein über seine Größe sinnvoll bewerten. Ein weiches organisches Fragment, ein metallischer Span und ein hartes Korundpartikel können bei gleicher geometrischer Größe für ein Bauteil völlig unterschiedliche Risiken darstellen. REM-EDX kombiniert deshalb Partikelgeometrie und Elementanalyse. Trockene Verfahren wie Bürsten beziehungsweise Absaugen oder ein Stempelverfahren sollen zudem Bauteile zugänglich machen, bei denen eine klassische Flüssigextraktion schwierig oder unerwünscht ist, beispielsweise Elektronikbaugruppen oder größere Flächen.

Prof. Dr. Katja Mannschreck von der Hochschule Heilbronn und Dipl.-Ing. Juliane Schulze von SITA Messtechnik setzten mit der DIN 4878-1 noch einen Schritt früher an. Ihr Ausgangspunkt sind Formulierungen, die in Spezifikationen bis heute häufig anzutreffen sind: „fettfrei“, „technisch sauber“ oder „nicht nachweisbar“. Solche Begriffe wirken eindeutig, besitzen ohne definierte Prüfbedingungen aber keinen belastbaren technischen Inhalt.

Die Logik der DIN 4878-1 beginnt deshalb mit der Frage: Welche Verunreinigungen stören den Folgeprozess? Erst daraus sollen relevante Kontaminationsarten, Grenzwerte und geeignete Prüfverfahren abgeleitet werden. Werkstoff, Geometrie, Einsatzzweck und Folgeprozess werden mit dem vereinbarten Sauberkeitszustand verknüpft. Sogenannte Cleanoterms sollen zusätzlich eindeutig festlegen, wo in der Prozesskette ein definierter Zustand gilt und wann die Verantwortung für dessen Erhaltung von einem Beteiligten auf den nächsten übergeht.

Damit entsteht eine bemerkenswerte Verbindung zu den Praxisvorträgen der Tagung. Fasinskis Forderung nach einer sauberen Anforderungsklärung, Koblenzers Quality Gate und Steinsieks Korrelation zwischen Badwerten und Bauteilqualität verfolgen letztlich dieselbe Logik: Sauberkeit muss funktionsbezogen definiert, messbar gemacht und an einer klar bezeichneten Stelle der Prozesskette übergeben werden.

Automatisierung endet nicht an der Waschkammer

Samuel Wolf von vapic weitete diese Prozesskettenbetrachtung auf den Materialfluss aus. Die Reinigungsmaschine selbst ist nur ein Teil der Kostenstruktur. Beladen, Entladen, Werkstückträger, Transporte, Zwischenlagerung, Medienpflege, Trocknung und Qualitätskontrolle können den realen Durchsatz ebenso stark bestimmen wie die eigentliche Waschzeit.

In vorgestellten Automatisierungskonzepten werden Roboterhandling, Werkstückträgerlogistik, Sprühreinigung, Spülstufen und Vakuumtrocknung miteinander verbunden. Ein Beispiel aus der Lohnreinigung umfasst 440 Stellplätze für Gitterboxen und ermöglicht nach Unternehmensangabe bis zu 40 Stunden unbeaufsichtigten Betrieb. Für ein anderes Beispiel wurde eine Reduktion des Handlingaufwandes um 49 Prozent angegeben.

Aus Sicht der Oberflächentechnik besitzt Automatisierung dabei noch eine zweite Funktion. Jede manuelle Umlagerung und jeder zusätzliche Transport kann einen zuvor erreichten Sauberkeitszustand wieder verschlechtern. Durchgängiger Materialfluss ist deshalb nicht ausschließlich Rationalisierung, sondern kann Bestandteil der Sauberkeitsstrategie sein. Voraussetzung bleibt allerdings, dass der zugrunde liegende Reinigungsprozess stabil ist. Einen instabilen Prozess lediglich schneller zu automatisieren, löst das Qualitätsproblem nicht.

Laserreinigung als Inhouse-Finish vor dem Kleben

Wie weit eine gezielt eingesetzte trockene Reinigung in einer realen Serienfertigung gehen kann, zeigte Hermann Hämmerl, Senior Expert Surface Requirements bei Schaeffler. Sein Beispiel betraf Aluminiumdruckgussgehäuse für die Elektronik eines NOx-Sensors. Ein Kunststoffdeckel wird auf das Gehäuse geklebt; die Baugruppe sitzt im Fahrzeug in einem durch Temperatur, Wasser, Salz und weitere Medien stark belasteten Umfeld. Die Qualität der Klebefläche ist damit unmittelbar für Dichtheit und Langzeitfunktion relevant.

Besonders anspruchsvoll wurde die Prozessführung durch die globale Produktion. Hämmerl nannte Fertigungsstandorte in Seguin in Texas, Trutnov in Tschechien, Changchun in China und Pune in Indien. Unterschiedliche Druckgusslieferanten, Trennmittel, vorgelagerte Nassreinigungen, Oxidschichten, Verpackung und Transport verursachten Streuungen des angelieferten Oberflächenzustands. Eine externe chemische Dekapierung als definierter zusätzlicher Prozessschritt erschien für eine weltweit identische Prozessführung nur begrenzt attraktiv.

Schaeffler entschied sich deshalb für eine unmittelbar vor dem Kleben integrierte Laserbehandlung. Sie entfernt beziehungsweise verändert gezielt filmische und gebundene Rückstände sowie Oxidschichten und kann gleichzeitig eine definierte Mikrorauheit erzeugen. Die Oberfläche lässt sich damit nicht nur reinigen, sondern auf das konkrete Klebstoffsystem konditionieren. Als Prozessparameter stehen unter anderem Scanmuster, Verfahrgeschwindigkeit, Frequenz und optische Positionierung zur Verfügung. Roboter orientieren die umlaufende Klebenut und ihre unterschiedlichen Teilflächen möglichst günstig zur Laseroptik.

Der Ansatz ist gerade deshalb interessant, weil Hämmerl ihn nicht als universellen Ersatz sämtlicher Reinigungsschritte präsentierte. Die vorgelagerte Reinigung beim Druckgusslieferanten und die partikulären Anforderungen bleiben bestehen. Der Laser übernimmt einen unmittelbar vor dem Fügen angeordneten Finish-Schritt für die filmische Sauberkeit und den definierten Oberflächenzustand. Ebenso wichtig ist die Absaugung: Die abgetragenen Trennmittel- und Druckgussrückstände können klebrig sein und erfordern entsprechend ausgelegte Luftmengen und selbstreinigende Filtersysteme.

Aus dem Versuchsaufbau entstand ein standardisiertes Anlagenkonzept für die verschiedenen Produktionsregionen. Der Fall zeigt damit eine weitere Qualität der Laserreinigung: Sie kann nicht nur Chemie ersetzen, sondern einen kritischen Oberflächenzustand aus einer langen und global streuenden Lieferkette herauslösen und unmittelbar vor dem funktionalen Folgeprozess erneut definiert erzeugen.

LAMA gewinnt den FiT2clean Award

Eine weitere Laseranwendung spielte beim FiT2clean Award eine zentrale Rolle. SLCR Lasertechnik gewann den Wettbewerb 2026 mit LAMA, einem Verfahren zur Laserreinigung von metallischem Massenschüttgut wie Schrauben, Muttern oder ähnlichen Kleinteilen – der ausführliche Beitrag finden sie in der mo 5/2026 Seite 42. Der zweite Platz des FiT2clean Award ging an SITA Messtechnik mit dem FluoSpection Qube, der dritte an Elma Schmidbauer mit Elmasense Cavicheck.

Von der Reinigungsmaschine zum beherrschten Oberflächenzustand

Gerade in der Zusammenschau der sehr unterschiedlichen Beiträge wurde deutlich, wie stark sich die industrielle Bauteilreinigung verändert. Bei klassischen Anwendungen bleibt die Frage nach Chemie, Temperatur, Mechanik und Zeit selbstverständlich zentral. Sie wird jedoch zunehmend von einer zweiten Ebene überlagert: Was ist die tatsächlich funktionskritische Verunreinigung? An welcher Stelle muss sie entfernt sein? Wie lässt sich der erreichte Zustand nachweisen? Wie kann verhindert werden, dass er anschließend durch Transport, Handhabung oder Folgeprozesse wieder verloren geht? Und deutlich wird, dass für viele Anwender Prozessalternativen zur nasschemischen Reinigung immer mehr in den Vordergrund rücken.