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Für hohe Sauberkeitsanforderungen: Effiziente Trockenreinigung mit reproduzierbaren Ergebnissen

Interview mit Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schmutz, Gründer, Mehrheitseigner und Aufsichtsratsvorsitzender der acp systems AG

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Wirtschaftsforum: Herr Prof. Dr.-Ing. Schmutz, acp bietet CO2-Schneestrahlreinigung für Bauteiloberflächen. Wie funktioniert dieses patentierte Verfahren?

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schmutz: Die quattroClean-Schneestrahltechnologie nutzt als Reinigungsmedium flüssiges Kohlendioxid – ein Nebenprodukt aus chemischen Prozessen und der Energiegewinnung aus Biomasse. Wesentliches Element ist eine patentierte, verschleißfreie Zweistoff-Ringdüse, durch die das Kohlendioxid geleitet wird. Es entspannt beim Austritt zu feinem, minus 78,5 °C kaltem CO2-Schnee, der durch einen Druckluft-Mantelstrahl gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird.

Beim Auftreffen des gut fokussierbaren Schnee-Druckluftstrahls auf die zu reinigende Oberfläche kommt es zu vier Effekten: thermischer (Versprödung der Verunreinigung), mechanischer (Impulsübertragung), Sublimations- (600 bis 700-fache Volumenvergrößerung) und Lösemitteleffekt (superkritisches CO2). Diese Wirkmechanismen entfernen partikuläre und filmische Verunreinigungen prozesssicher und reproduzierbar. Die homogene Reinigungsleistung stellt auch beim Einsatz mehrerer Düsen für größere Flächen ein gleichmäßig gutes Reinigungsergebnis sicher.

Das kristalline Kohlendioxid geht während der Reinigung vollständig in den gasförmigen Zustand über, das Reinigungsgut ist daher sofort trocken. Abgelöste Verunreinigungen werden durch die aerodynamische Kraft der Druckluft von der Bauteiloberfläche abgeführt und zusammen mit dem sublimierten Kohlendioxid aus dem Reinigungsmodul abgesaugt.

Wirtschaftsforum: Welche Vorteile bietet die quattroClean Technologie gegenüber herkömmlichen Reinigungsverfahren?

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schmutz: Im Gegensatz zu klassischen nasschemischen Verfahren erfolgt die Reinigung mit der quattroClean Technologie trocken sowie ressourcenschonend bei deutlich geringeren Investitions- und Betriebskosten. Aufgrund der materialschonenden Reinigung kann die quattroClean- Reinigung für Bauteile aus allen technischen Werkstoffen eingesetzt werden – auch wenn sie feine Strukturen, komplexe Geometrien, enge Sacklochbohrungen und filigrane Kavitäten aufweisen oder elektronische Komponenten integriert sind. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren neben der ganzflächigen Reinigung von Bauteiloberflächen die selektive und präzise Behandlung definierter Werkstückbereiche, zum Beispiel Klebestellen.

Wirtschaftsforum: Für welche Branchen ist das acp quattroClean-Trockenreinigungsverfahren besonders interessant?

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schmutz: Die Branchen, in denen das Verfahren eingesetzt wird, reichen von der Automobilindustrie über die Medizintechnik und Sensorindustrie bis zur Zulieferindustrie für die Halbleiterfertigung. Das Anwendungsspektrum umfasst die Zwischen- und Endreinigung von Einzelteilen und kompletten Baugruppen. Mit dem quattroClean-System gereinigt werden unter anderem Kunststoffteile vor dem Beschichten und Lackieren, umformend, spanend und additiv hergestellte Werkstücke, Moulded Interconnect Devices (MID) sowie optische Bauteile. Ein weiterer Einsatzbereich ist das gleichzeitige Kühlen und Reinigung beim Zerspanen, beispielsweise Aluminium oder spröden Kunststoffen wie PEEK.

Wirtschaftsforum: Was für unterschiedliche Reinigungslösungen bietet acp je nach Kundenbedarf?

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schmutz: Durch seine Skalierbarkeit lässt sich das quattroClean-System einfach und platzsparend an kundenspezifische Anwendungen für eine ganzflächige oder partielle Reinigung anpassen. Alle Prozessparameter werden im Technikum von acp für die jeweilige Aufgabe ermittelt und können als Reinigungsprogramm gespeichert werden. Die Anlagenkonzeption erfolgt entsprechend den individuellen Anforderungen mit auf Standard-Modulen basierenden Komponenten als manuelle, teil- und vollautomatisierte quattroClean-Systeme.

Wirtschaftsforum: Warum ist die CO2-Schneestrahlreinigung besonders gut für automatisierte Anwendungen geeignet?

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schmutz: Einerseits ist es die sehr platzsparende Ausführung. Eine Strahleinheit inklusive Absaugung kann bereits auf einer Fläche von 20 x 20 cm in eine Fertigungslinie integriert werden. Andererseits sind quattroClean- Systeme Industrie 4.0-kompatibel und lassen sich über standardisierte Schnittstellen in übergeordnete Leitrechner einbinden sowie steuern. Ein Sensor ermöglicht die kontinuierliche Überwachung des Reinigungsstrahls. Die Ergebnisse werden ebenso wie alle Prozessparameter automatisch erfasst, gespeichert und an den Leitrechner übergeben.

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