DE19944390A1 - Verfahren und Anlage zum Reinigen von Oberflächen - Google Patents
Verfahren und Anlage zum Reinigen von OberflächenInfo
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Abstract
In einen Fertigungsprozess wird ein Verfahrensschritt integriert, bei dem die zu behandelnde Oberfläche eines Werkstücks (2) aus einer Strahleinrichtung (3) mit Trockeneispellets beschossen wird. Die Pellets sorgen für eine lokale Abkühlung auf der Oberfläche des Werkstücks (3), wodurch infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Werkstück (3) und Beschichtung (9) sowie der kinetischen Energie der Pellets der Verbund zwischen Beschichtung (9) und Werkstück (3) gelöst und somit das Werkstück (2) gründlich und materialschonend gereinigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Anwendung in Anlagen zur Vorbehandlung von Werkstücken vor einer Lackierung.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere zur
Vorbehandlung der Oberflächen vorgefertigter Werkstücke vor einer Lackierung, so
wie eine Anlage, in der dieses Verfahren einsetzbar ist.
Werkstücke sind nach ihrer Herstellung in der Regel mit Verunreinigungen aus dem
Produktionsprozess, etwa Späne oder Bohrmilch, behaftet. Vor einer nachfolgenden
Lackierung müssen die Oberflächen gereinigt werden. Beim Einsatz lösungsmittel
haltiger Lacke genügt eine lediglich staubfreie Oberfläche des zu lackierenden
Werkstücks. Zunehmend finden jedoch lösungsmittelfreie Lacke Verwendung, die
eine besonders fett- und ölfreie Oberfläche erfordern.
Üblicherweise werden die Werkstücke vor einer Behandlung mit lösungsmittelfreien
Lacken daher in einem Entfettungsbad mit Lösungsmitteln vorbehandelt. Hierbei ent
stehen notwendigerweise in einem beachtlichen Umfang Reststoffe, die in aufwendi
ger Weise und unter Beachtung arbeits- und umweltrechtlicher Vorschriften entsorgt
werden müssen.
Bekannt ist ferner, das Werkstück in einem Ultraschallbad oder mit Hilfe von Laser
strahlen zu reinigen. Derartige Verfahren sind jedoch, insbesondere bei größeren
Werkstücken, mit einem hohen apparativen Aufwand verbunden.
Eine weitere bekannte Möglichkeit, die jedoch nur bei harten und unempfindlichen
Werkstücken anwendbar ist, ist die Oberflächenbehandlung mit Sand- oder Glas
perlenstrahlen. Hierzu sind aufwendige Einrichtungen erforderlich, die zum einen die
Bereitstellung des Strahlguts, zum anderen die Entsorgung und/oder Wiederverwer
tung der kontaminierten Sand- oder Glaspartikel gewährleisten sollen.
Bei allen bekannten Verfahren ist nicht auszuschließen, daß Rückstände des Lö
sungsmittels bzw. des Strahlguts an der Oberfläche zurückbleiben und es so bei ei
ner nachfolgenden Lackierung zu Qualitätseinbußen kommen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach, die Oberflächenbehandlung von
Werkstücken im Fertigungsprozess einfacher und kostengünstiger zu gestalten und
zugleich die Bildung schädlicher Reststoffe zu vermeiden.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das zu behandelnde Werkstück nach der
Herstellung mit Pellets aus Trockeneis behandelt. Die Reinigung selbst erfolgt in an
sich bekannter Weise zum einen abrasiv, durch die kinetische Energie der Trocken
eisteilchen, zum anderen aufgrund von temperaturbedingten Spannungen, die infol
ge der Bestrahlung mit Trockeneispartikeln auftreten. Durch die auftreffenden Troc
keneisteilchen wird die Oberfläche des Werkstücks punktuell unterkühlt. Die unter
schiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Werkstück und Verunreinigungen führen
zu Spannungen, durch die der Verbund zwischen Werkstück und Verunreinigung
ganz oder teilweise gelöst wird. Zwar ist das Strahlen mit Trockeneispartikeln als
Reinigungsverfahren, etwa zur Beseitigung von Lackresten und dergl. bekannt, es
wurde jedoch bislang noch nicht in einen Produktionsprozess integriert.
Durch den Einsatz dieses Verfahrens fallen mit Ausnahme der abgelösten Verunrei
nigungen keine zu entsorgenden Reststoffe an, da die Trockeneispellets nach der
Behandlung sublimieren und das entstehende gasförmige Kohlendioxid etwa mittels
einer Absaugvorrichtung unmittelbar der Außenluft zugeführt werden kann. Das
Werkstück steht sofort für die Weiterbearbeitung zur Verfügung. Ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein elektrisch nicht lei
tendes Strahlmittel zum Einsatz kommt.
Auf diese Weise lassen sich insbesondere Fett- oder Ölverunreinigungen schonend
von Oberflächen ablösen. Die aufwendige Vorbehandlung in einem Entfettungsbad
erübrigt sich somit. Das Verfahren eignet sich auch zur Reinigung von faserver
stärkten Verbundwerkstoffen, etwa solche auf Polyurethan- oder Polyethylenbasis,
sowie zur Behandlung weicher Aluminiumlegierungen.
Aus Gründen des Umweltschutzes ist ein weiterer Verfahrensschritt besonders vor
teilhaft, bei dem das abgelöste Verunreinigungsmaterial zur Entsorgung in einer
Auffangeinrichtung aufgefangen wird.
Gelöst ist die erfindungsgemäße Aufgabe auch mit einer Anlage gemäß Anspruch 5.
Bislang wurden in Anlagen zur Fertigung und Lackierung von Werkstücken Entfet
tungsbäder oder Sandstrahl- oder Ultraschallbestrahlungseinrichtungen verwendet.
Erfindungsgemäß kommt demgegenüber eine Trockeneisbestrahlungeinrichtung zum
Einsatz, die ohne aufwendige Apparaturen zur Bereitstellung oder Entsorgung von
Strahlmaterial auskommt und zugleich eine kostengüstige und effiziente Reinigung
der zu lackierenden Oberfläche ermöglicht.
Anhand der Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert
werden.
In schematischen Ansichten zeigen:
Fig. 1 die Reinigung eines Werkstücks mittels Trockeneispellets und
Fig. 2 eine Fertigungsanlage mit einer Trockeneis-Vorbehandlungeinrichtung.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung 1 zum Entfernen von Verunreini
gungen von der Oberfläche eines Werkstückes 2 weist eine Strahlvorrichtung 3 und
eine Auffangeinrichtung 4 zum Aufnehmen der von der Oberfläche abgetragenen
Verunreinigungen auf.
Die Strahlvorrichtung 3 umfaßt einen Vorlagebehälter 5 zum Aufnehmen von Troc
keneis-Pellets, die aus entsprechenden Isolierboxen 6 oder einer Trockeneisproduk
tionsanlage in den Vorlagebehälter 5 eingefüllt werden, sowie eine Strahlpistole 7,
von der die Pellets mittels Druckluft in Richtung auf das Werkstück 2 abgestrahlt
werden. Die Strahlpistole 7 ist mit einer Düse 8 ausgestattet, mittels der das Strahl
bild der von der Strahlpistole 7 emittierten Pellets der jeweiligen Aufgabe bzw. dem
jeweiligen Werkstück 2 angepaßt werden kann.
Die mit einer Temperatur von ca. -78°C auf das vorzugsweise auf Raumtemperatur
gehaltene Werkstück auftreffenden Pellets unterkühlen die Oberfläche des Werk
stücks 2 in einem kleinen Bereich um die Auftreffstelle herum, während die Tempera
tur des Werkstücks 2 insgesamt nur geringfügig absinkt. Eine auf dem Werkstück 2
aufliegende, etwa aus Verunreinigungen wie Fett oder Öl bestehende Beschichtung
9 wird durch diesen Temperatureffekt versprödet. Wegen der unterschiedlichen Aus
dehnungskoeffizienten löst sich zugleich der Verbund der Beschichtung 9 mit dem
Werkstück 2. Durch die kinetische Energie der Pellets wird die Beschichtung 9 ab
getragen und in der Auffangeinrichtung 4, etwa einem Zyklon oder einem Filter, für
eine weitere Entsorgung aufgefangen. Die Pellets sublimieren zu gasförmigem Koh
lendioxyd, das mittels einer Absaugvorrichtung 12 abgeblasen und z. B. der Außen
luft zugeführt wird.
Mit der Vorrichtung 1 ist ein besonders materialschonendes Verfahren zur Reinigung
von Werkstücken durchführbar. Bei einer Härte der Pellets von 2 (Mohs) ist das
Verfahren auch für faserverstärkte Verbundwerkstoffe auf Polyurethan- oder Polye
thylen-Basis sowie für weiche Aluminiumlegierungen geeignet.
Fig. 2 zeigt einen Fertigungsprozess in einer Fertigungsanlage 20, in der ein Werk
stück nach der Rohfertigung in der Fertigungsanlage 21 und vor der Behandlung mit
lösemittelfreiem lack, die in einer Lackierungsanlage 23 erfolgt, einem Verfahrens
schritt zur Reinigung mittels einer Trockeneisbehandlung, wie beschrieben, in einer
dafür vorgesehenen Bestrahlungseinrichtung 22 unterzogen wird. Die Fertigungsan
lage 20 kommt ohne die Einbeziehung eines aufwendigen Entfettungsbades sowie
ohne die Verwendung teurer Ultraschall- oder Laserbestahlungsanlagen aus.
Claims (5)
1. Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere zur Vorbehandlung von
Oberflächen, die für eine Lackierung bestimmt sind, bei dem
- - die Oberfläche eines vorgefertigten Werkstücks (2) ganz oder teilweise mit Trockeneispellets bestrahlt wird,
- - durch die Bestrahlung mit der behandelten Oberfläche verbundene Verunrei nigungen (9) von der Oberfläche abgelöst werden und
- - das gereinigte Werkstück (2) der Weiterverarbeitung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Einsatz zum Entfetten
oder Entölen von Werkstücken (2) und/oder zum Entfernen von aus der Umge
bung eingetragenen Partikeln, wie Staubteilchen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch den Einsatz bei faser
verstärkten Verbundwerkstoffen, etwa Verbundwerkstoffe auf Polyurethan- oder
Polyethylenbasis, oder bei weichen Aluminiumlegierungen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgelösten Verunreinigungs-Bestandteile zur weiteren Entsorgung in ei
ner Auffangeinrichtung (4), etwa einem Zyklon oder einem Filter, abgeschieden
werden.
5. Anlage zur Fertigung und Lackierung von Werkstücken mit einer Fertigungsein
heit (21) zum Herstellen von Werkstücken (2), einer Vorbehandlungseinheit (22)
zur Vorbehandlung der Oberfläche des Werkstücks (2) mittels Bestrahlung mit
Festkörperteilchen und einer Lackierungseinheit (23) zum Lackieren der vorbe
handelten Werkstücke,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Vorbehandlungseinheit (22) eine Trockeneis-Bestrahlungseinrichtung
eingesetzt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999144390 DE19944390A1 (de) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Verfahren und Anlage zum Reinigen von Oberflächen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1999144390 DE19944390A1 (de) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Verfahren und Anlage zum Reinigen von Oberflächen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=7922228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999144390 Ceased DE19944390A1 (de) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | Verfahren und Anlage zum Reinigen von Oberflächen |
Country Status (1)
Country | Link |
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8131 | Rejection |