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Teilereinigung mit zyklischer Nukleation Schonend und effektiv reinigen auf der Grenzfläche

| Autor/ Redakteur: Gerhard Koblenzer / Stéphane Itasse

Die klassischen Verfahren in der wässrigen Reinigung stoßen bei kapillaren Strukturen und komplexen Geometrien an ihre Grenzen. Hier kommt neuerdings die CNP-Technologie (Cyclic Nucleation Process) ins Spiel. Diese Variante arbeitet nach dem Prinzip der zyklischen Nukleation.

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Gerade bei Schüttware mit kritischen Geometrien ist das CNP-Verfahren zur Teilereinigung sehr effektiv.
Gerade bei Schüttware mit kritischen Geometrien ist das CNP-Verfahren zur Teilereinigung sehr effektiv.
(Bild: LPW)

In der fluidbasierten Reinigungstechnik haben sich sowohl die lösemittelbasierte als auch die wässrige Reinigung in klar spezifizierten Aufgabenstellungen etabliert. Das Grundprinzip „Gleiches löst Gleiches“ beschreibt das wesentliche Unterscheidungsmerkmal.

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Die wässrige Reinigungstechnik bietet in den bekannten Einsatzgebieten gegenüber den Lösemitteln folgende Vorteile:

  • sehr gute Abreinigung anorganischer Verunreinigungen (zum Beispiel Partikel, Abrieb der Salze),
  • breites Spektrum waschmechanischer Verfahren (zum Beispiel Spritzreinigung, Injektions-/Wechselfluten) und
  • in Verbindung mit der geeigneten Chemie sind gezielte Oberflächenangriffe oder die Erzeugung bestimmter Oberflächeneigenschaften (zum Beispiel Phosphatierung oder Korrosionsschutz) möglich.

Wässrige Teilereinigung stößt bei komplexen Geometrien an Grenzen

Diese Attribute erlauben somit ein weites Reinigungsspektrum. Aber natürlich gibt es auch Schwächen. Bedingt durch Eigenschaften wie hohe Oberflächenspannung, den hohen Energiebedarf zur Verdampfung des Mediums und somit auch zur Trocknung der gereinigten Bauteile ist Wasser bei versteckten und engen Geometrien, bei kapillaren Strukturen (zum Beispiel Bohrungen oder Rohre mit einem Durchmesser < 1 mm) sowie bei porösen Bauteilen (zum Beispiel Sintermetallen) nur begrenzt einsetzbar. Auch bei Schüttware stoßen die bisherigen Verfahren an ihre Grenzen. Gerade diese Nachteile wirken sich in jenen Industriebereichen aus, die aus zahlreichen Gründen auf wässrige Anlagensysteme setzen, zum Beispiel Medizintechnik, optische Industrie oder Aluminium bearbeitende Betriebe.

Seither stellen sich bei diesen Aufgabenstellungen mit definiertem Reinigungsergebnis die Lösungsansätze wie folgt dar: Komplexe Innengeometrien oder Rohre und Leitungen mit minimalen Innendurchmessern werden häufig manuell, gegebenenfalls adaptiert, ausgereinigt, gespült und getrocknet. Darüber hinaus bieten Lösemittel gewisse Fähigkeiten, auch feine Kapillarstrukturen zu durchdringen – allerdings mit Einschränkungen in Bezug auf anorganische Verunreinigungen und den Einsatz einiger waschmechanischer Verfahren.

Fast alle Kompromisse sind meist mit höheren Betriebskosten oder verlängerten Prozesszeiten verbunden. Bei der manuellen Reinigung sind zudem Chargenzusammenfassungen und damit die Reduzierung des manuellen Arbeitens nicht möglich.

Zyklische Nukleation reinigt auch schwer zugängliche Flächen

Hier hilft ein neuer Ansatz – das Prinzip der zyklischen Nukleation oder auch CNP (Cyclic Nucleation process): Dabei wird der Druck in einer mit dem Medium (vorzugsweise wasserbasierend) gefüllten, geschlossenen Kammer so weit gesenkt, dass es zu einem Sieden beziehungsweise Aufkochen der Flüssigkeit kommt. Hierbei entstehen Wasserdampfblasen auf allen reaktiven Oberflächen, auch in komplexen Strukturen, wie etwa Kapillaren und Bohrungen. Das an sich ist nicht neu und wird seit vielen Jahren in der industriellen Reinigungstechnik praktiziert.

Bei plötzlicher Wegnahme des Unterdrucks implodieren diese Blasen wieder und erzeugen einen Druckschlag (kavitätischer Effekt) mit einer spürbaren mechanischen Wirkung auf der Bauteiloberfläche, gerade in verdeckten oder kapillaren Bereichen. Der entscheidende waschmechanische Effekt – also die eigentliche Neuerung – besteht in der Bestimmung eines fest eingestellten Zyklus zwischen einem definierten unteren Schaltpunkt im Vakuum und einem oberen Schaltpunkt im Unterdruck oder gegebenenfalls auch im Überdruck, welcher beliebig oft wiederholt sowie variiert werden kann.

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