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Teilereinigung

CO2-Schneestrahlen verdrängt Nassreinigung bei Kunststoffteilen

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Die Tauglichkeit des Verfahrens hat die Abteilung Lackiertechnik des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart, geprüft. So erfolgten dort sogenannte Matrix-Tests, um herauszufinden, welche Verunreinigungen – zum Beispiel Trennmittel, Dieselruß, Öl, Staub oder Fingerabdrücke – sich damit entfernen lassen.

Die Reinigung mit CO2-Schnee basiert auf mechanischen, chemischen und thermischen Effekten: Beim Auftreffen auf die Kunststoffteile verflüssigen die Schneekristalle und sublimieren nach dem Aufprall. Es entsteht ein mechanischer Impuls, der partikuläre Feinstverschmutzung von den Kunststoffteilen löst und abträgt. In der kurzen Flüssigphase während des Aufpralls wirkt CO2 wie ein organisches Lösemittel. Filmische Verschmutzungen werden entfernt. Aufgrund der niedrigen Härte der winzigen Schneekristalle kommt es laut ACP zu keiner Oberflächenbeschädigung.

Bildergalerie

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Abmessungen der Roboteranlage zum CO2-Schneestrahlen mit einer Lackierkabine vergleichbar

Im BMW-Werk Landshut ist das CO2-Strahlsystem als Roboteranlage ausgeführt (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Drei Module (Arrays) mit jeweils fünf Strahldüsen übernehmen die Reinigung. Sie erhalten ölfreie Druckluft und flüssiges CO2 über Schläuche, die im Roboterarm verlaufen. Jedes Düsenarray kann über die Robotersteuerung einzeln an- und abgeschaltet werden.

Den Angaben zufolge macht das die Reinigung besonders wirtschaftlich. Das flüssige CO2 wird in Tanks bevorratet. Das Reinigungssystem ist in eine Kabine integriert, die in ihren Abmessungen einer Lackierkabine entspricht.

Anfangs wurde die Applikation zwischen der Powerwash-Anlage und der Beflammkabine platziert. Grund dafür war die Bestätigung der Testergebnisse in der Serienfertigung, weshalb Waschanlage und Strahlsystem über eine bestimmte Zeit parallel betrieben wurden. Diese Phase nutzte der Bereich Kunststoff-Exterieur im BMW-Werk, um die teilespezifischen Reinigungsprogramme zu erstellen und in die Robotersteuerung zu implementieren.

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Mehrere Tausend Bauteile täglich mit CO2-Schneestrahlen gereinigt

Inzwischen ist die komplette Kabine in den Zwei-Schicht-Serienbetrieb der Haftgrundlinie integriert. Dort werden täglich mehrere tausend Anbauteile aus unterschiedlichen Kunststoffen beschichtet. An der Belade- und Abnahmestation erfolgt die Bestückung und Entladung der auf einem Drehteller befestigten Bauteilträger.

Bei Stoßfängern, die das Gros des zu reinigenden Gutes ausmachen, können auf der Vorder- und Rückseite dieses Lackierskids jeweils mehrere Teile platziert werden. Befindet sich das beladene Skid in der Kabine, reinigt der Roboter zunächst die Stoßfänger auf der Vorderseite, bevor nach einer Drehung der Strahlprozess für die rückseitig platzierten Teile beginnt. Die Taktzeit für die Reinigung jeder Charge liegt unter 2 min. Sie ist die Basis zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit.

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CO2-Schneestrahlsystem für Decklacklinie geplant

Heute wird im BMW-Werk bereits das nächste Reinigungsprojekt mit ACP geplant: die Ausstattung einer Decklacklinie mit einem CO2-Schneestrahlsystem. Zu vielfältig sind offensichtlich die Vorteile, die beim ersten Projekt nicht nur Wirtschaftlichkeit, Bauteilsauberkeit und Umweltschutz verbessert haben. So wurde mit dem Abbau der Waschanlage Fläche gewonnen, die seitdem der Fertigung und Montage der Anbauteile zur Verfügung steht – insbesondere aufgrund des Wegfalls der Bauteiltrocknung.

Außerdem hat sich die Umstellung von der Nass- auf die Trockenreinigung positiv auf die Arbeit in der Bauteilkonstruktion ausgewirkt (Bild 3). Dort muss nicht mehr auf wasserschöpfende Bauteilkonturen geachtet werden. Die Konstrukteure haben heute bei der Auslegung der Kunststoffteile mehr Designfreiheit.

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