Gelungene Premiere zu Inhalten der internationalen Fachmesse für die industrielle Teilereinigung parts2clean liefert wichtige Informationen für Fachleute aus allen Bereichen der Industrie und stimmt auf die nächste Veranstaltung im Oktober 2025 in Stuttgart ein
Die Premiere des Webinars zu Inhalten der parts2clean wurde von Holger Seybold, Springer Nature Group, eröffnet, der diese Veranstaltung im Auftrag der Deutschen Messe AG als Veranstalter der Fachmesse für industrielle Reinigungstechnik organisiert und durchgeführt hat. Er zeigte sich sehr erfreut von der guten Resonanz, die erkennen lässt, dass die Reinigungstechnologie und alles, was die Fachwelt dazu anzubieten hat, nach wie vor einen hohen Stellenwert einnimmt.
Christoph Nowak von der Deutschen Messe AG wies in seiner Einführung darauf hin, dass das Webinar seitens der Messe als Angebot zur Information zu verstehen ist, um die Wartezeit bis zur nächsten Messe im Oktober 2025 zu überbrücken. Mit der Veranstaltung wird dem Bedarf an Fachwissen auf dem Gebiet der Reinigungstechnik Rechnung getragen. Auch Frank-Holm Rögner vom Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP und der Fraunhofer-Allianz Reinigung zeigte sich über die gute Teilnehmerzahl am erstmals veranstalteten Webinar erfreut.
Cleanability Analyse – ein (Früh-)Indikator für den Reinigungsaufwand
Frank-Holm Rögner, Fraunhofer FEP, eröffnete die Vortragstagung mit einer Darstellung der Cleanability Analyse, mit deren Hilfe der Reinigungsaufwand mit einer Kennziffer bewertet werden kann. Die Reinigungstechnologien sind für die Beschichtung von Werkstoffen aller Art ein entscheidender Prozess, um optimale Voraussetzungen für die Haftung von Beschichtungen zu schaffen. Dabei ist es aber auch sinnvoll, den Aufwand für die Reinigung im Blick zu halten.
Für diesen nicht trivialen Vorgang einer sinnvollen und notwendigen Reinigung werden in der Regel Spezifikationen erarbeitet. Um auf diesem Gebiet den Anwendern entgegenzukommen, wird aktuell an einer Regelung im deutschen Normenausschuss gearbeitet. Hierbei spielen neben den Reinigungsverfahren die Prüfmethoden für die Reinigungsqualität eine wichtige Rolle. Des Weiteren hat die Geometrie eines zu reinigenden Bauteils einen großen Einfluss, ebenso wie die Materialart und die Zusammensetzung von Einzelbauteilen oder Bauteilkombinationen, die Be- und Verarbeitung von Teilen wie spanende Bearbeitung, die Umformung oder die Art der genutzten Werkzeuge. Für die Durchführung der Reinigung stehen die Art der vorhandenen oder gewünschten Reinigungsmedien sowie die entsprechende Anlagentechnik im Vordergrund. Schließlich sind die vorhandenen Umgebungen in einer Fertigung sowie die genutzte Transporttechnik vor der Reinigung sowie zwischen Reinigung und Weiterverarbeitung, also die Transportmittel oder die Verpackung von Bauteilen, wichtige Faktoren.
Grundsätzlich spielen die im Sinnerschen Kreis aufgeführten Größen für den Reinigungsaufwand eine Rolle: Temperatur, Zeit, Chemie und Mechanik. Ergänzend sollte die Art der Verunreinigung als weiteres Kriterium intensiver in Betracht gezogen werden.
Darüber hinaus wird der Aufwand für die Reinigung durch ein zunächst festgelegtes Ziel der Reinigung sowie die Nutzung von vorhandenen Anlagen und einer gegebenen Umgebung weiter erhöht. Eine nachteilige Umgebung lässt sich beispielsweise durch geeignete Transportverfahren und Verpackung abmildern. Eine tiefgehende Analyse vor Einrichtung der Reinigung sowie die Erstellung der Reinigungsspezifikation ist nach Überzeugung von Frank-Holm Rögner ein hilfreicher Frühindikator für den erforderlichen und notwendigen Reinigungsaufwand.
Lösemittel – besser als ihr Ruf?
Michael Onken, Safechem Europe, befasst sich mit der Chemie für die Reinigung, wobei er organische Lösemittel in den Vordergrund seines Vortrags stellte. Eingangs wies er darauf hin, dass Lösemittel allgemein einen schlechten Ruf haben, da ihnen zahlreiche Nachteile in Bezug auf Umwelt und Gesundheit zugeschrieben werden. Auf den Reinigungsprozess haben sie jedoch deutliche Vorteile, wie gutes Trocknungsverhalten, gute Benetzbarkeit, gutes Recycling sowie gutes Löseverhalten für Öle und Fette. Um Nachteile geringzuhalten, ist ein verantwortungsvoller Umgang mit Lösemittel erforderlich. Dieser beginnt bereits beim Transport und der Lagerung von Lösemittel, für die in der Regel Behälter mit hohem Schutz gegen Austreten von Lösemitteln eingesetzt werden.
Zur Erzielung eines guten Reinigungsergebnisses muss das Lösemittel beziehungsweise der Lösemitteltyp auf die abzureinigende Substanz, häufig unterschiedliche Öle oder Fette, abgestimmt werden. Im Gegensatz zu wässrigen Reinigungsmedien werden Lösemittel meist in reiner Form eingesetzt. Der Einsatz der Lösemittel erfolgt fast ausschließlich in geschlossenen Anlagen. Diese Anlagen verfügen über eine interne Rückgewinnungseinheit auf Basis der Verdunstung/Verdampfung. Dies hat den positiven Effekt, dass stets mit weitgehend sauberem Lösemittel gearbeitet wird. Diese Systemtechnik kann auch dazu genutzt werden, zur Reinigung Lösemitteldampf zu nutzten. Damit ist sofort auch gewährleistet, dass stets die selbe Reinigungsmittelkonzentration eingesetzt wird. Zudem ist damit die Gefahr der Verschleppung weitgehend ausgeschlossen. Vorteilhaft ist bei der Lösemittelreinigung, dass alle Metalle ohne Gefahr eines Angriffs des Metalls gereinigt werden, was für wässrige Reinigungsmedien nicht gegeben ist.
Mit moderner Anlagentechnik wird Onken zufolge gewährleistet, dass das Lösemittel weitgehend im Kreis genutzt wird, so dass gleichzeitig eine hohe Nachhaltigkeit vorliegt. Mit den entfernten Ölen/Fetten gehen nur sehr geringe Mengen an Lösemittel zur Aufarbeitung. Besonders hoch ist die Nutzbarkeit bei Perchlorethylen.
Ein weiterer Vorteil bei der Lösemittelreinigung ist der vergleichsweise geringe Energieanteil zum Verdampfen des Lösemittels im Vergleich zu wasserbasierten Reinigungsmethoden. Dies ist zum einen auf die Reinigung und das kreislaufinterne Recycling und zum anderen auf die deutlich energieärmere Trocknung zurückzuführen. Auch die Überwachung des Reinigungsprozesses (z. B. auf den Gehalt an Wirkstoffen) ist bei Lösemittel deutlich geringer.
Kavitation – Mechanik der Ultraschallreinigung messbar gemacht
David Holly, Elma Schmidbauer, befasst sich mit Anlagentechnik zum Reinigen von Bauteilen. Ein sehr effizientes Mittel beim Reinigen ist Ultraschall, der die Eigenschaft des Lösens durch Mechanik ergänzt. Ultraschall erzeugt an den Oberflächen von Teilen Kavitation, die für das Entfernen maßgeblich ist. Bei Kavitation handelt es sich um eine Blasenbildung aus Reinigungsmedium. Die Blasen erzeugen beim Platzen starke Bewegung des Reinigungsmediums an der Oberfläche und somit eine starke Reinigungswirkung.
Interessant ist hierbei eine Bewertung der Reinigungswirkung durch Messen der Kavitation. Bisher bieten sich dafür Dosimeter und Aluminiumfolienmessungen an. Allerdings eignen sich beide Verfahren nicht für eine Qualifizierung. Genutzt wird jetzt das in einer Norm festgelegte Kavimeter. Zum Einsatz kommen hierfür Hydrophone, die sinnvollerweise in das Medium der Reinigungsanlage eingesetzt werden. Das damit erzielte Signal ist eine Darstellung des Drucks über die Zeit. Durch Bearbeitung in Art der Fourier-Transformation ergibt sich ein akustisches Spektrum, bei dem Maximalwerte für den Schalldruck ermittelt werden. Für die Qualifizierung spielt das Kavitationsrauschen eine Rolle.
Bezogen auf die Leistungsfähigkeit des Ultraschallgeräts ergeben die Messungen, dass je nach eingesetzter Schwingung bei unterschiedlichen Werten für das Kavitationsrauschen die Kavitationsschwelle erreicht wird. Eine optimale Wirkung des Ultraschalls wird bei Überschreiten der Kavitationsschwelle erzielt. Es empfiehlt sich also, die Ultraschallgeräte auf das Erreichen der Kavitationsschwelle auszurichten.
Oberflächenbehandlung mittels Laser
Volkan Yavuz, Trumpf Laser- und Systemtechnik, gab einen Einblick in den Einsatz von Lasern für das Reinigung von Oberflächen, aber auch die Ablation und Strukturierung. Die Lasertechnik für die Oberflächenbehandlung erfährt unter anderem aufgrund der hohen Effektivität sowie der Vermeidung von Chemikalien ein hohes Interesse. Die Effektivität basiert beispielsweise darauf, dass ohne großen Aufwand eine partielle Bearbeitung durchgeführt werden kann.
Diese Art der Reinigung hat ihren Einzug in die Batteriefertigung gefunden. Die Energie kann sehr präzise eingestellt werden, so dass eine Schädigung des Grundwerkstoffs vermieden wird. Umgekehrt ist es damit gut möglich, Oberflächenschichten zu entfernen (Ablation) oder zu strukturieren.
Bei Kombination mit einem Roboter lassen sich mittels Laser Bauteile in unterschiedlicher Größe und Geometrie bearbeiten. Ein weiterer Vorteil der Technologie ist insbesondere bei partieller Bearbeitung und komplexen Geometrien die kurze Bearbeitungsdauer zu nennen. Wie Volkan Yavuz betonte, bietet sich der Lasereinsatz zum Beispiel für Klebeprozesse an, da das System einfach auf Reinigung und Strukturierung einstellbar ist, je nachdem, mit welcher Bearbeitung die besten Eigenschaften für die Verbindung (Haftfestigkeit) erreicht werden.
High Purity
Wie die Chemie für die Reinigung optimal gewählt wird, erläuterte Andreas Pradel von der Surtec Deutschland. In der Regel sind die Anforderungen an die Reinigung besonders hoch im Bereich der Medizintechnik, Optik oder der Elektronik. Zudem können die Anforderungen je nach Art der Herstellprozesse oder der eingesetzten Werkstoffe stark unterschiedlich sein. Mit die höchsten Anforderungen entstehen bei der Forderung auf den Ausschluss von Teilchen mit Durchmessern von wenigen Nanometern sowie von Filmen im Nanometerbereich. Schließlich wird vermehrt darauf gedrängt, bestimmte Elemente und Derivate, zum Beispiel mit Phosphor oder Silizium, durch geeignete Reinigungsverfahren auszuschließen. Zudem steigt die Zahl der speziellen Werkstoffe – Metalle und Kunststoffe – stetig an, die auch mit neuen Verfahren bearbeitet werden müssen und die zudem wieder neue Arten an Verunreinigungen erzeugen können.
Die häufig zum Einsatz kommenden wässrigen Reinigungsverfahren haben die Aufgabe, die gewünschte Reinheit zu erzeugen, wobei sie in der Regel auch für Multimaterialien genutzt werden müssen. Dies erfordert neue Anlagentechnologien bis hin zu neuen Verfahren des Spülens und Trocknens. Ergänzend dazu müssen Methoden eingeführt werden, die sowohl die Anlagentechnik als auch die Qualität der Reinigungsmedien und die Reinigungsqualität überwachen können. Schlussendlich wird also die gesamte Prozesskette aller Fertigungsschritte betrachtet.
Fazit
Die hohe Beteiligung zeigt, dass Reinigung und die dafür verfügbare Technik ihren festen Platz in der Industrie gefunden haben. Mit den angebotenen Vorträgen wurde ein gelungener Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Reinigungstechnik gegeben und sicher auch das Interesse an einer Teilnahme an der parts2clean in diesem Jahr geweckt.
- www.parts2clean.de/
