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maschine+werkzeug 06/2019

So sauber wie nötig

Teilereinigung

Ungeachtet ob es sich um einfache oder sehr anspruchsvolle Reinigungsaufgaben handelt, die Güte der Bauteil- und Oberflächensauberkeit ist auch künftig ein wichtiger Qualitäts- und Wettbewerbsfaktor.

Technische Sauberkeit spielt bei Motoren eine elementare Rolle. Bild: BMW

Technische Sauberkeit spielt bei Motoren eine elementare Rolle. Bild: BMW

Je nach Bestimmung der Komponenten variiert der erforderliche Reinheitsgrad, also das Fehlen von Stoffen, welche die Lebensdauer, Verwendung oder Weiterbearbeitung der Bauteile beeinträchtigen können. In manchen Branchen reichen bereits einfache Reinigungsstufen, wohingegen in anderen, wie etwa der Automobil- und Zulieferindustrie eine aufwendigere Reinigung im Sinne einer Sauberproduktion notwendig ist. Die Frage nach der Sauberkeit lässt sich daher nicht global beantworteten, sondern unterliegt angesichts der unterschiedlichen Anwendungen individuellen Maßstäben. Die bedarfsgerechte Definition der Sauberkeit und der wirtschaftliche Weg dorthin sind deshalb zuerst zu klären, um eine Balance zwischen Anforderung und Wirtschaftlichkeit zu finden.

Lackieren erfordert fett- und partikelfreie Oberflächen. Bild: Audi

Lackieren erfordert fett- und partikelfreie Oberflächen. Bild: Audi

Der simple Grundsatz hierfür lautet: So sauber wie nötig. Er bietet die Chance, durch genaue Analysen mit dem Anwender jene Spielräume zu schaffen, die eine wirtschaftliche Reinigungsleistung gewährleisten. Damit dies möglich ist, sind aus Sicht von Reinigungsmaschinen-Herstellern wie Mafac präzise formulierte, auf die Reinigung fokussierte Lastenhefte wünschenswert. In der Praxis allerdings sind diese meist sehr vage und mit unzureichendem Blick auf die Reinigung formuliert. Dasselbe gilt auch für Bauteilzeichnungen oder Hinweise auf Normen oder Regelwerke. Werden mit den Lastenheften auch keine Angaben zum erforderlichen Restschmutzanalyseverfahren geliefert, ziehen sich Testreinigungsphasen wegen Irrläufern und Missverständnissen unnötig in die Länge.

Die Teilereinigung entfernt Schmier- und Kühlschmiermittel oder Ziehfette. Bild: Grieshaber

Die Teilereinigung entfernt Schmier- und Kühlschmiermittel oder Ziehfette. Bild: Grieshaber

Viel schneller und vor allem zuverlässiger wird das passende Extraktionsverfahren gefunden, wenn die Definition der Sauberkeitswerte für die Werkstücke auch das passende Analyseverfahren vorgibt. Hinweise hierzu finden sich zum Beispiel in der VDA-Richtlinie 19.1. Anhand der validierten Abklingkurve des Analyseverfahrens können Anwendungstechniker bereits im Vorfeld das Reinigungsgut beproben und dann gezielt feststellen, ob die jeweils vom Bauteil abgelöste Partikelfracht ausreichend abnimmt und die gewählten Reinigungsparameter zum erforderlichen Ergebnis führen.

Prozessschritte beachten

Die technische Sauberkeit ist keine Zahl mit einer physikalischen Maßeinheit wie Temperatur oder Länge, sondern setzt sich aus einer Vielzahl von Zahlenwerten (Zahlenmatrix) zusammen, die wiederum starken statistischen Schwankungen unterliegen. Auf dem Weg von der Entwicklung über die Konstruktion bis hin zum Endprodukt nehmen viele unterschiedliche Parameter Einfluss auf die erforderliche Oberflächengüte der Bauteile. Das heißt, all diese Einflüsse entlang der Prozesskette müssen bereits zu Beginn der Produktplanung für die Sauberkeitsdefinition mitberücksichtigt werden.

Die Zwischenreinigung verhindert ungleichmäßig oxidierte Stellen. Bild: Mafac

Die Zwischenreinigung verhindert ungleichmäßig oxidierte Stellen. Bild: Mafac

Ein Hauptkriterium, an dem sich die Sauberkeitswerte messen lassen, ist der Arbeitsgang, der sich direkt an die Reinigung anschließt, wie zum Beispiel Metallbearbeitung, Umformung, Beschichtung, Montage, Lagerung oder Transport. Er gibt vor, in welchem Maß die Verunreinigungen entfernt werden müssen oder welcher Oberflächenzustand erreicht werden soll. Anforderungen an eine geeignete Oberfläche können sein: Offenporigkeit, Gleit- und Schweißfähigkeit, Reaktivität für chemische Oberflächenbehandlungen, Haftbarkeit oder Lackierfähigkeit. Um die notwendige Oberflächengüte erreichen zu können, spielen unter anderem auch das Material und die Teilebeschaffenheit eine große Rolle oder ob es sich bei der Verunreinigung um filmische oder partikuläre Verschmutzungen beziehungsweise um Mischformen handelt.

Diese und weitere Fragen sollten bereits während der Entwicklungs- und Konstruktionsphase diskutiert werden und immer wieder die Perspektive der Reinigung einnehmen. So können auch der vorausgehende Prozessschritt und die daraus entstehenden Verunreinigungen maßgeblich sein. Darüber hinaus ist es für die Sauberkeit von Vorteil, wenn der Reinigungsprozess und der Fertigungsschritt, für den die Oberflächenqualität hergestellt wird, zeitlich wie räumlich eine Einheit bilden. Dies sollte auch dann der Fall sein, wenn die Bauteile zur Weiterbearbeitung außer Haus gegeben werden, wie zu Beispiel in eine Lohnhärterei oder zu einem Klebeprozess. In beiden Fällen wissen die Lohnfertiger genau, welche Sauberkeit für den Prozess notwendig ist. Findet die Reinigung direkt bei ihnen statt, bleiben Verunreinigungen durch Transport oder Lagerung von vornherein ausgeschlossen und die Bauteilqualität bleibt gewährleistet.


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