Reinigungstechnik

Vorteile der CO₂-Schneestrahlreinigung

• Effizientes, trockenes Verfahren: Eine nachgeschaltete Trocknung der Bauteile ist nicht notwendig.
• Rückstandfrei: Es entstehen keine zusätzlichen Chemikalien oder Strahlmittel, daher ist eine Entsorgung nicht notwendig.
• Große Anwendungsbreite: Von kleinen lokalen Funktionsflächen bis hin zu großen Innen- und Außenflächen
• Manuell und automatisiert anwendbar

Da wir schon seit über 20 Jahren auf dem Gebiet der CO₂-Reinigung arbeiten, stellen wir neben unserer Erfahrung auch eine Vielzahl von Reinigungswerkzeugen zur Verfügung. Diese Werkzeuge können wir für Ihre anwendungsspezifische Machbarkeitsuntersuchung oder Prozessentwicklung einsetzen.

Reinigung mit überkritischem CO₂

Insbesondere bei der Reinigung von schwer zugängigen Bereichen, wie Hinterschneidungen, Sacklöchern mit hohem Aspektverhältnis, Kapillaren und Implantaten, stoßen herkömmliche Reinigungsverfahren an ihre Grenzen.

Eine Lösung bietet CO₂. Im überkritischen Zustand (> 74 bar, > 35 °C) bietet es hervorragende Lösungsmitteleigenschaften und eine extrem gute Spaltgängigkeit. Diese Merkmale sind für die Reinigung von schwer zugänglichen Bauteilbereichen oder rauen Oberflächen notwendig. Durch die Anpassung von Druck und Temperatur lassen sich die Lösungsmitteleigenschaften je nach Anwendungsfall individuell anpassen.        

Für anwendungsspezifische Prozessentwicklungen und Machbarkeitsstudien stellen wir Ihnen unterschiedliche Reinigungswerkzeuge zur Verfügung:

• Reinigungsinjektoren: Für die überkritische Reinigung von Sackbohrungen und Kleinteilen
• Spülreaktoren: Für die überkritische Innenreinigung, z.B. von dünnen Rohren und Kapillaren

Wir entwickelten auf Ihre Anwendungen angepasste Reinigungsprozesse, bei Bedarf auch in Kombination mit CO₂-Schnee. In beiden Bereichen können wir Sie durch langjährige, branchenübergreifende Erfahrung unterstützen.

Reinigung mit wässrigen Medien

Die wässrige Reinigung umfasst jene Reinigungsverfahren, die auf dem Medium Wasser basieren. Dabei ist Wasser extrem vielseitig einsetzbar und beweist sich seit zwei Jahrzenten als Alternative zu umweltschädlichen, halogenierten, gefährlichen oder brennbaren Fluiden. Die Maschinen und Verfahren, die eine wasserbasierte Reinigung erlauben, sind mit Kohlenwasserstoffen teilweise nicht möglich und umgekehrt. Sie stehen daher nicht in Konkurrenz zueinander, sondern ergänzen sich vielmehr. Die Einsatzbereiche der wässrigen Reinigung sind umfangreich. Vom mechanischen Abtragen mit Hochdruckdüsen, über das Reinigen und Desinfizieren mit Heißdampf in sogenannten RDGs (Reinigungs-Desinfektions-Geräten), die Feinstreinigung optischer Komponenten mit Ultraschall, Megaschall und Reinstwasser bis hin zu Prozessen mit VE-Wasser und Hochleistungskunststoffen zur Vermeidung von unerwünschten Ionen ist alles möglich. Ob Handwerk, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt oder Halbleiterindustrie, eine wasserbasierte Reinigung findet in nahezu allen Branchen Anwendung.

Wir unterstützen in der Auswahl eines Reinigungsverfahrens sowie in der Erstellung und Optimierung eines geeigneten Prozesses für Ihre Anwendung. Hierzu können wir auf die gängigsten Verfahren in Laboratorien am Fraunhofer IPA zurückgreifen und mit einer umfassenden Analytik die Effektivität der gewählten Verfahren für Ihren Anwendungsfall untersuchen. Unser Reinigungslabor erfüllt die Luftreinheitsklasse 1 nach ISO14644-1, minimiert äußere Einflüsse und ermöglicht eine Analytik bis in den nm-Bereich.

Reinigung mit Lösungsmitteln

Unter den Begriff Lösemittel fassen wir hier alle Medien, die nicht auf Wasser basieren - auch wenn Wasser streng genommen selbst ein Lösemittel ist. Gemeint sind Lösemittel wie modifizierte Alkohole oder Kaltreiniger. Sie haben günstige Eigenschaften für die Teilereinigung und lassen sich in geschlossenen Reinigungsanlagen auch bei hohen Temperaturen gut handhaben.

Zum Einsatz kommen solche Reinigungsanlagen beispielsweise zur Reinigung von Teilen im Anschluss an die spanende Bearbeitung. Mit Hilfe der enthaltenen Kaltreiniger lassen sich insbesondere Rückstände von Bearbeitungshilfsstoffen auf Basis von Kohlenwasserstoffen oder Emulsionen leicht entfernen. Um Stoffe zu entfernen, die auf Silikon oder halogenierten Verbindungen basieren, sind entsprechend andere Lösungsmittel zu wählen. Nach einer Lösung kann man häufig in zwei Richtungen suchen: Zum einen durch die Anpassung des Reinigungsprozesses (Lösemittel und Anlage) und zum anderen durch Anpassung des Ausgangszustandes (Bearbeitungshilfsstoffe und Grundmaterialien).

In beide Richtungen können wir Sie durch langjährige, branchenübergreifende Erfahrung unterstützen. Zu unserem Portfolio zählen neben Analysen von Verunreinigungen auch die individuelle Beratung zur Prozessoptimierung sowohl in der Reinigung als auch in der Fertigung.

Reinheitsgerechte Verpackung

Wenn Teile in hochreinem Zustand transportiert werden müssen, beispielsweise nach einer Präzisionsreinigung, dann darf sich deren Reinheitszustand durch den Transport nicht verändern. Aus diesem Grund kann es sinnvoll sein eine komplette Prozesskette in einem Reinraum zu realisieren. Die Reinigung stellt dabei den Prozess dar, mit dem Produkte oder Teile in den Reinraum überführt werden. Nach der Reinigung wird der hochreine Zustand durch die reine Umgebungsluft des Reinraums erhalten.

Die anschließende Verpackung muss an den Reinheitsgrad des Inhaltes angepasst werden und das in vielfacher Hinsicht. Partikuläre, organische und biologische Kontaminationen, sowie Umwelteinflüsse wie Temperatur, Feuchte oder Luftsauerstoff sind hier zu beachten. Diese Aspekte müssen sowohl mit der Funktionalität, als auch mit ökonomischen Gesichtspunkten vereinbart werden.

Eine gezielte Analytik und überlegte Methodik können dabei helfen die Reinheit der Verpackung zu optimieren. Hierbei kann das Fraunhofer IPA durch vielseitige Analyseverfahren und branchenübergreifende Erfahrung unterstützen. Vor Ort im Reinraum der Luftreinheitsklasse 1 (nach ISO 14644-1) können kleinere Versuchsreihen und Aufträge durchgeführt werden. Unter reinen Bedingungen lassen sich unterschiedliche Konzepte miteinander vergleichen und potentielle Kontaminationsquellen vermeiden oder reduzieren.

Reinheitsvalidierung

Definierte Anforderungen an die Bauteilsauberkeit sind längst kein Novum mehr. Für die Industrie und produzierende Unternehmen stellen zahlreiche Einflüsse auf einen Reinigungsprozess dennoch eine große Herausforderung für die Prozesssicherheit dar. Lassen sich die stärksten Einflüsse auf das Reinigungsergebnis stabilisieren und kontrollieren, dann kann mittels einer Reinheitsvalidierung geprüft werden, ob die geforderte Bauteilsauberkeit erreicht wird. Andernfalls empfiehlt es sich durch eine stetige Stichprobe die Bauteilsauberkeit zu prüfen, auch wenn der Reinigungsprozess stabil erscheint. Je nach Anforderung sind für derartige Prüfungen sehr unterschiedliche Verfahren und Methoden notwendig.

Die von uns entwickelten Reinigungsprozesse und -versuche können ohne weitere Umwege vor Ort analysiert werden. Ein durchgehendes Reinheitskonzept unserer Labore, erlaubt es uns die Einflüsse von Verpackung, Transport oder Lagerung auf ein absolutes Minimum zu reduzieren. Analysen in einem Rasterelektronenmikroskop oder einem Laserscanner ermöglichen die Untersuchung feinster Strukturen im einstelligen Mikrometer-Bereich. Auch organischen Verunreinigungen können bis wenige Nanogramm quantitativ und qualitativ untersucht werden. Somit können wir die eigenen Reinigungsergebnisse verifizieren, Probereinigungen bewerten und Sie im Aufbau einer eigenen, angepassten und zielführenden Analytik unterstützen.