Reinigungsprozess auf den Schmutz abstimmen
Qualität sichern, Ressourcen effektiver nutzen
Bei der Herstellung und Bearbeitung metallischer Bauteile kommt es unweigerlich zur Verunreinigung der Werkstücke. Dieser Schmutz, beispielsweise Reste von Bearbeitungsmedien und Poliermitteln, Späne, Grate und Abrieb, stellt üblicherweise ein Problem bei den nachfolgenden Prozessen dar. Andererseits können die Kontaminationen die Qualität, Funktion und Lebensdauer der fertigen Produkte beeinträchtigen. Teilereinigungslösungen von Dürr Ecoclean leisten daher einen wichtigen Beitrag zur Qualitätssicherung und Wertschöpfung in Fertigungsbetrieben.
In der Metall ver- und bearbeitenden Industrie lassen sich nahezu alle Aufgabenstellungen mit nasschemischen Reinigungsverfahren erfüllen. Die Wirkung des Verfahrens und damit die Qualität, Wirtschaftlichkeit und Stabilität des Reinigungsprozesses hängen entscheidend vom Lösevermögen des eingesetzten Reinigungsmediums ab. Üblich sind wässrige Reiniger und Lösemittel. Letztere werden in chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW), nicht halogenierte Kohlenwasserstoffe (KW) und polare Lösemittel (P) unterschieden.
Bei der Auswahl des richtigen Reinigungsmediums gilt der Grundsatz: Gleiches löst Gleiches. Dies bedeutet: Bei einer mineralölbasierten (unpolaren) Verschmutzung, beispielsweise Bearbeitungsöle, Fette und Wachse, ist meist ein Lösemittel die richtige Wahl. Späne und Partikel verlieren durch die Entfernung des Öls die Haftung zur Oberfläche und werden mit mechanischen Verfahren wie Ultraschall und Injektionsflutwaschen abgereinigt.
Für wasserbasierte (polare) Verunreinigungen wie Kühl- und Schmieremulsionen, Polierpasten, Additive, Salze, Abrieb und andere Feststoffe kommen üblicherweise wässrige Reiniger zum Einsatz. Sie stehen als pH-neutrale, alkalische und saure Medien zur Verfügung. Es empfiehlt sich, die Materialverträglichkeit und das erzielbare Ergebnis durch Reinigungsversuche abzuklären. Um bei wässrigen Prozessen eine gleichbleibende Reinigungsqualität zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Prozessüberwachung mit Kontrolle wichtiger Verfahrensparameter wie Reinigerkonzentration, Temperatur, Spülwasserqualität und Filterzustand erforderlich.
Polare Lösemittel und modifizierte Alkohole verbinden durch ausgewogene fett- und wasserlösliche Eigenschaften die Vorteile der wässrigen und Lösemittelreinigung.
Das umfangreiche Anlagenprogramm von Dürr Ecoclean beinhaltet Systeme für alle Reinigungsmedien. Die Anlagen lassen sich in puncto Dimensionierung, Verfahrenstechnik, Medienaufbereitung und Trocknung an die jeweiligen Anforderungen hinsichtlich Sauberkeit, Durchsatz und Teilegeometrie anpassen. Zur optimalen Prozessabstimmung führt das Unternehmen Reinigungsversuche im eigenen Technikum durch.
Reinigen mit Lösemitteln
Aufgrund der einfacheren Handhabung und Aufbereitung gibt es in der spanenden Fertigung einen Trend, mit Kühl- und Schmierölen zu arbeiten. Ausschlaggebend sind bei der Reinigerwahl nicht nur die eigentliche Bearbeitung, also das Drehen und Fräsen, sondern auch nachfolgende Prozesse wie etwa Schleifen. Kommen dafür wasserbasierte Emulsionen zum Einsatz, ist die auf den Teilen zurückbleibende Hauptverschmutzung relevant und der Reiniger darauf abzustimmen oder eventuell eine Zwischenreinigung zu integrieren.
Stanz- und Tiefziehprozesse werden oft mit chlorierten Ölen durchgeführt und die Teile anschließend wässrig gereinigt. Daraus resultieren üblicherweise ein nicht optimales Reinigungsergebnis, eine eingeschränkte Anlagenverfügbarkeit und hohe Kosten. Denn der Öleintrag macht einen häufigen Wechsel der Reinigungs- und Spülbäder und den damit verbundenen Verbrauch von Reiniger, Wasser und Energie sowie die Entsorgung der kontaminierten Flüssigkeiten erforderlich. Für diese Anwendungen bieten sich chlorierte Kohlenwasserstoffe an, beispielsweise Perchlorethylen. Durch das im Bearbeitungsöl enthaltene Chlor kommt es zwar zu einer Veränderung des pH-Werts des Lösemittels, dies lässt sich jedoch durch eine Nachstabilisierung der Chlorkohlenwasserstoffe wieder ausgleichen, so dass eine lange Standzeit erreicht wird. Die Stabilisierung nicht-halogenierter Kohlenwasserstoffe und modifizierter Alkohole ist technisch ebenfalls möglich.
Empfehlenswert ist der Einsatz von Lösemitteln auch bei Härteprozessen, da die Teile nach dem Abkühlen sehr stark ölbehaftet sind. Im Vergleich zu wässrigen Prozessen bieten Lösemittelanlagen hier Vorteile hinsichtlich des Reinigungsergebnisses, der Standzeit und der Aufbereitung des Reinigungsmediums. Dies ist auch der Fall, wenn für eine optimale Qualität von Folgeprozessen wie beispielsweise Beschichten, Löten und Schweißen fettfreie Oberflächen erforderlich sind.
Klassische Aufgaben für die wässrige Reinigung
Neben der Abreinigung polarer Verschmutzungen kann die wässrige Reinigung Trümpfe ausspielen, wenn gleichzeitig eine Phosphatierung oder Aktivierung gewünscht ist, beispielsweise glänzende Oberflächen bei Aluminiumteilen. Geht es darum, Rost zu entfernen, und um die Reinigung nach dem thermischen Entgraten oder nach Nitrierprozessen, werden wässrige Medien ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Der Reinigungsprozess kann in Einkammer- und Mehrkammeranlagen erfolgen.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Fein- und Feinstreinigung bei sehr hohen Sauberkeitsanforderungen, beispielsweise bei Hydraulikteilen oder vor der PVD- und CVD-Beschichtung von Maschinenwerkzeugen und Wendeschneidplatten. Für diese Anwendungen bietet die zur Dürr Ecoclean Gruppe gehörende UCM AG Reihentauchanlagen mit mehreren Bädern. Das erzielbare Ergebnis hängt bei diesen Anlagen einerseits von der Anzahl der Reinigungs- und Spülbäder ab. Je mehr es sind, desto höher ist der Verdünnungseffekt. Andererseits lässt sich die Reinigungswirkung durch mechanische Prozesse wie Ultraschall und Injektionsflutwaschen erhöhen.
Effektiver temporärer Korrosionsschutz
Bauteile legen heute nicht selten Tausende von Kilometern zurück bevor sie am Ort ihres Einsatzes sind. Dies erfordert einen effektiven Korrosionsschutz. Lösemittelsysteme haben sich dafür als zuverlässige und kostengünstige Alternative etabliert. Das Lösemittel wird mit einem handelsüblichen, lösemittelfreien Konservierungskonzentrat gemischt und nach der Reinigung aufgebracht. Das zur Applikation verwendete Lösemittel wird anschließend wieder dem Prozess zugeführt. Dies kann als in das Reinigungssystem integrierter Prozess oder in einer separaten Anlage erfolgen.
Energie- und Ressourceneffizienz
Unter Umweltschutzaspekten genießen Lösemittel in der industriellen Teilereinigung nicht den besten Ruf, was bei den früher verwendeten, offenen Reinigungsanlagen sicher auch berechtigt war. Dies führte dazu, dass bei Reinigungsaufgaben mit Öleintrag auf wasserbasierte Reinigungssysteme umgestellt wurde und auch heute noch in einigen Branchen entsprechende Vorgaben bestehen. Und das unabhängig davon, dass der Einsatz eines Lösemittelsystems technische, ökologische und wirtschaftliche Vorteile bringen würde.
Lösemittel werden heute im geschlossen Kreislauf eingesetzt, was deren umweltgerechte und nachhaltige Handhabung gewährleistet. Dazu zählen vollständig geschlossene Reinigungssysteme, die unter Vollvakuum arbeiten und die Anforderungen der VOC-Richtlinie (Volatile Organic Compounds = flüchtige organische Verbindungen) erfüllen. Die integrierte Destillationseinrichtung ermöglicht eine kontinuierliche Aufbereitung des Lösemittels und damit eine lange Standzeit und einen geringen Verbrauch. Die Anlagen von Dürr Ecoclean verfügen außerdem über Einrichtungen zur Rückgewinnung der bei der Destillation entstehenden Wärme ausgestattet.
Dies ermöglicht einen im Vergleich zu konventionellen Systemen um 50 Prozent geringeren Energieverbrauch. Werden auch der Wasserverbrauch, die Entsorgung der kontaminierten Abwässer und die häufig schlechtere Reinigungsqualität mit einbezogen, ist die Lösemittelreinigung in vielen Fällen nicht nur die kostengünstigere, sondern auch die „grünere“ Alternative.
Mehr Informationen zur SBS Ecoclean Group:
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SBS Ecoclean Group |
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Savignystrasse 43 |
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60325 Frankfurt am Main |
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Telefon 069 747 499-0 |
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E-Mail: info@ecoclean-group.net |
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www.ecoclean-group.net |
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