FAQ Bauteilreinigung
In unserem FAQ-Bereich zur industriellen Bauteilreinigung haben wir für Sie die wichtigsten Informationen verständlich und übersichtlich aufbereitet. Hier finden Sie Antworten auf zentrale Fragen – angefangen bei den Grundlagen der Bauteilreinigung über verschiedene Reinigungsverfahren, Trocknungs- und Prozessschritte bis hin zur passenden Anlagentechnik.
B. Reinigungsverfahren
C. Trocknung
D. Reinigungsprozess
E. Medien und Medienaufbereitung
F. Hochdruckreinigung und Hochdruckentgraten
G. Anlagentechnik in der industriellen Teilereinigung
H. Qualitätssicherung und Sauberkeitsanalyse
I. Handling und Werkstückträger
J. High Purity Reinigung
K. Über die BvL Oberflächentechnik GmbH
L. Projektablauf
A. Industrielle Bauteilreinigung – Allgemein
1. Was ist industrielle Bauteilreinigung?
Industrielle Bauteilreinigung ist der Prozess, bei dem Bauteile von Schmutz, Ölen, Partikeln und anderen Verunreinigungen befreit werden. Dies kann mit Wasser, Lösemitteln oder anderen Medien erfolgen. Ziel ist es, eine definierte technische Sauberkeit zu erreichen, die je nach Anforderung des Endprodukts stark variieren kann. Dabei wird oft zwischen Vorreinigung, Zwischenreinigung und Endreinigung unterschieden, um den Reinigungsprozess optimal an die Fertigungsschritte anzupassen.
2. Warum wird Bauteilreinigung durchgeführt?
Bauteile werden gereinigt, um ihre Funktion, Lebensdauer und Qualität zu erhalten. Verunreinigungen können zu Fehlfunktionen, Verschleiß oder Produktfehlern führen. Insbesondere ist eine Bauteilreinigung häufig Voraussetzungen für anschließende Weiterverarbeitungsprozesse – bspw. mechanische Bearbeitung, Schweißen, Beschichten, Lackieren, Verkleben, Montage, etc. In sensiblen Branchen wie Medizin- oder Halbleitertechnik sind saubere Bauteile oft zwingend erforderlich.
3. Welche Ziele verfolgt die industrielle Teilereinigung?
Das Ziel ist die Entfernung von Verschmutzungen. Dabei werden sowohl partikuläre als auch filmische Rückstände entfernt. So wird die Qualität und Zuverlässigkeit des Endprodukts gesichert.
4. Welche Kriterien sind entscheidend für den Erfolg einer Reinigungsaufgabe?
Jede Reinigungsaufgabe ist individuell und erfordert eine individuelle Lösung. Maßgebliche Kriterien sind hierbei: Geometrie des Bauteils, Materialien, Bearbeitungszustand, Art und Intensität der Verschmutzung, Durchsatz (Taktzeit) und die partikulären sowie filmischen Restschmutzanforderungen. Nach dieser Reinigungsaufgabe muss der Reinigungsprozess ausgelegt werden. Für den Reinigungsprozess sind nach dem Sinnerschen Kreis vier Faktoren entscheidend: Mechanik, Temperatur, Chemie und Zeit.
5. Was ist der Sinnersche Kreis?
Der Sinnersche Kreis ist ein Modell, das zeigt, welche vier Faktoren gemeinsam für eine erfolgreiche Reinigung wichtig sind: Mechanik, Temperatur, Chemie, und Zeit. Er wurde 1959 von Dr. Herbert Sinner entwickelt und wird heute in vielen Bereichen der Reinigung angewendet.
6. Wofür wird der Sinnersche Kreis verwendet?
Der Sinnersche Kreis hilft dabei zu verstehen, wie Reinigungsprozesse funktionieren und wie man sie optimieren kann. Mit ihm lässt sich leicht erkennen, welcher Faktor angepasst werden muss, wenn ein Reinigungsergebnis verbessert werden soll. Eine optimale Abstimmung spart Zeit und Kosten.
7. Welche vier Faktoren gehören zum Sinnerschen Kreis?
Mechanik: Die Bewegung oder Kraft, die den Schmutz löst (z. B. Bürsten, Spritzen, Ultraschall).
Temperatur: Die Wärme des Reinigungsmediums.
Chemie: Die Wirkung des Reinigungsmittels.
Zeit: Die Dauer, die der Reinigungsvorgang braucht.
8. Wie arbeiten diese Faktoren zusammen?
Alle vier Faktoren bilden gemeinsam einen Kreis. Wenn ein Faktor schwächer wird, muss ein anderer verstärkt werden, um das gleiche Reinigungsergebnis zu erzielen.
9. Können die Faktoren ausgetauscht werden?
Ja, bis zu einem gewissen Grad. Beispiel: Wenn die Temperatur nicht erhöht werden kann, könnte man stattdessen mehr Mechanik oder stärkere Chemie einsetzen, um das gleiche Ergebnis zu erreichen.
10. Was passiert, wenn alle Faktoren zu niedrig eingestellt sind?
Dann wird die Verschmutzung nicht vollständig entfernt und die Reinigungsaufgabe nicht erfüllt. Das kann zu Qualitätsproblemen, Ausfällen oder höherem Verschleiß der Bauteile führen.
11. Welche Arten von Reinigungsmedien gibt es?
Im Wesentlichen wird innerhalb des nass-chemischen Reinigung zwischen der wässrigen Reinigung und der Lösemittel-Reinigung unterschieden. So gibt es wässrige Reiniger, Lösemittel (chlorierte und nicht chlorierte), polare Lösemittel (modifizierte Alkohole) und spezielle Medien. Die Wahl hängt von der Art der Verschmutzung und dem Material der Bauteile ab. Jedes Medium hat Vor- und Nachteile in Bezug auf Umwelt, Kosten und Reinigungsergebnis
12. Was ist wässrige Reinigung?
Bei der wässrigen Reinigung wird Wasser mit geeigneten Zusätzen wie alkalische, saure oder neutrale Reinigern eingesetzt. Sie eignet sich gut für viele metallische und nichtmetallische Werkstoffe. Es gibt eine Vielzahl an Reinigungsverfahren, die für eine optimale Reinigungswirkung sorgen.
13. Was sind Lösemittelreiniger?
Lösemittelreiniger können auf Kohlenwasserstoffbasis oder chloriert sein. Sie lösen Öle und Fette effektiv und trocknen schnell. Chlorierte Lösemittel müssen in geschlossenen Systemen verwendet werden.
14. Was sind die Vor- und Nachteile der wässrigen Reinigung und der Lösemittelreinigung?
Die wässrige Reinigung gilt als umweltfreundlich, da sie auf Wasser basiert, und ist vielseitig für viele metallische und nichtmetallische Werkstoffe geeignet. Mit der passenden Chemie entfernt sie sowohl polare als auch einige unpolare Verschmutzungen. Nachteile sind der höhere Energiebedarf für Heißwasser- und Trocknungsprozesse, die Notwendigkeit der vollständigen Trocknung sowie die theoretische Korrosionsgefahr bei empfindlichen Metallen.
Lösemittelreiniger überzeugen durch ihre starke Entfettungswirkung, schnelle und oft rückstandsfreie Trocknung sowie gute Benetzung komplexer Geometrien. Allerdings sind sie teils gesundheitlich und umweltkritisch, erfordern oft teure geschlossene Anlagen und bei brennbaren Kohlenwasserstoffen zusätzliche Sicherheitstechnik.
Die Wahl zwischen beiden Verfahren richtet sich nach Verschmutzungsart, Material, Umwelt- und Sicherheitsauflagen sowie wirtschaftlichen Aspekten.
15. Welche Reinigungsarten gibt es noch?
Die wässrige Reinigung und die Lösemittelreinigung sind die gängigsten Reinigungsverfahren. Daneben gibt es weitere Reinigungsverfahren im Markt. Zu nennen sind hier die Plasmareinigung, die Laserreinigung, das Trockeneisstrahlen und das CO2-Schneestrahlen.
16. Was ist Plasmareinigung?
Plasmareinigung nutzt ein ionisiertes Gas, um organische Verunreinigungen wie Fette oder Öle zu zersetzen und zu entfernen. Die Plasmareinigung kann bei unterschiedlichen Metallen und Kunststoffen angewendet werden.
17. Was ist Laserreinigung?
Bei der Laserreinigung werden kurze, energiereiche Lichtimpulse eingesetzt, um Schmutz- oder Oxidschichten abzulösen. Die Energie des Lasers erhitzt oder verdampft den Schmutz, ohne das Grundmaterial stark zu beeinträchtigen. Sie ist bei unterschiedlichen Metallen, Kunststoffen und Keramiken einsetzbar. Die Laserreinigung wird oft für eine punktuelle Reinigung vor Beschichtungen, Verklebungen oder Lackierungen eingesetzt, um die Haftung zu verbessern.
18. Was ist Trockeneisstrahlen und CO₂-Schneestrahlen?
Trockeneisstrahlen nutzt festes CO₂ in Form kleiner Pellets, die mit Druckluft auf die Oberfläche geschossen werden. Beim Aufprall lösen sie den Schmutz mechanisch und verdampfen anschließend rückstandsfrei.
CO₂-Schneestrahlen arbeitet mit feinen Schneekristallen aus CO₂, die mit Druckluft auf die Oberfläche treffen. Die Kombination aus Kälte, mechanischem Impuls und Lösewirkung reinigt sehr schonend.
19. Welche Rolle spielt Filtration im Reinigungsprozess?
Filtration entfernt Schmutzpartikel aus dem Reinigungsmedium. So wird verhindert, dass Schmutz auf bereits gereinigte Teile zurückgelangt. Dies erhöht die Prozesssicherheit und verlängert die Standzeit der Medien.
20. Warum ist Trocknung nach der Reinigung wichtig?
Nach der Reinigung müssen Bauteile regelmäßig gründlich getrocknet werden, um Korrosion oder Wasserflecken zu verhindern. Es gibt verschiedene Methoden wie Heißluft-, Vakuum- oder Infrarottrocknung. Die Wahl hängt von Material, Geometrie und Reinheitsanforderungen ab.
21. Warum ist die Umgebung der Reinigung wichtig?
Staub und Schmutz aus der Umgebung können frisch gereinigte Teile erneut verschmutzen. Reinigungsbereiche sollten daher sauber und kontrolliert sein. Bei hohen Anforderungen wird oft im Reinraum gearbeitet.
22. Wie wird die Reinigungsqualität geprüft?
Es gibt verschiedene Methoden wie Partikelmessung, Restschmutzanalyse oder optische Inspektion. Die Wahl hängt von den Anforderungen an das Bauteil ab. Regelmäßige Prüfungen sichern gleichbleibende Qualität.
B. Reinigungsverfahren
1. Welche Reinigungsverfahren sind in der wässrigen Reinigung gängig?
Gängige Verfahren sind die Spritzreinigung (Niederdruck und Hochdruck), Tauchreinigung, Ultraschallreinigung, Flutreinigung, Druckumfluten und Druckwechselwaschen (VIT).
2. Was ist die Spritzreinigung?
Bei der Spritzreinigung werden die Bauteile mit Wasser oder Reinigungsflüssigkeit unter Druck besprüht. Bei der Niederdruck-Spritzreinigung sind Drücke von 6 bar bis 25 bar üblich. Der Strahl löst Schmutz durch seine mechanische Wirkung. Dieses Verfahren ist flexibel einsetzbar. Durch Düsen, die auf das Bauteil ausgerichtet werden können, können auch schwer zugängliche Stellen erreicht werden. Darüber hinaus können die Düsen oder das Bauteil schwenken oder rotieren, um eine Reinigung möglichst aller Bauteiloberflächen zu ermöglichen.
3. Was ist die Hochdruckreinigung?
Hierbei wird Wasser mit sehr hohem Druck auf die Oberfläche gespritzt. So können selbst hartnäckige Verschmutzungen oder Anhaftungen entfernt werden. Der Druck wird je nach Material angepasst. Geläufig sind Drücke zwischen 200bar und 1.000 bar oder auch darüber hinaus.
Neben dem Reinigen kann der Hochdruckstrahl je nach Material und Druck auch zum Entgraten eingesetzt werden.
4. Wie funktioniert die Tauchreinigung?
Bei der Tauchreinigung werden die Werkstücke vollständig in ein Reinigungsbad eingetaucht. Die Reinigungsflüssigkeit löst den Schmutz durch chemische Wirkung. Die mechanische Wirkung ist zu vernachlässigen. Oft wird sie mit Ultraschall kombiniert, um die Wirkung zu verstärken. Tendenziell wird die Tauchreinigung für Bauteile mit einer geringeren Eingangsverschmutzung, komplexen Geometrien und hohen Restschmutzanforderungen eingesetzt. Die Tauchreinigung kann unterstützt werden durch das Oszillieren.
5. Was ist Oszillieren?
Beim Oszillieren in der Tauchreinigung wird das Bauteil im Reinigungsbad leicht auf- und ab bewegt. Durch diese Bewegung strömt die Reinigungsflüssigkeit ständig um das Teil herum, was den Schmutzablöseprozess beschleunigt. Es unterstützt besonders bei komplizierten Formen oder Hohlräumen, weil dort immer wieder frische Reinigungsflüssigkeit hingelangt und gelöste Partikel besser abgeführt werden.
6. Was ist die Ultraschallreinigung?
Die Ultraschallreinigung arbeitet mit Schallwellen, die in einer Flüssigkeit winzige Blasen entstehen lassen, sog. Kavitiationsblasen. Wenn diese Blasen zusammenfallen (implodieren), lösen sie durch eine mechanische Wirkung Schmutz von der Oberfläche der Teile. Die Schallwellen werden dabei elektrisch erzeugt und über spezielle Wandler – sogenannte Plattenschwinger oder Stabschwinger – als mechanische Schwingungen in die Flüssigkeit übertragen. Dieses Verfahren ist besonders sanft und eignet sich gut für empfindliche Bauteile. Entscheidend für die Reinigungswirkung ist die Frequenz der Schallwellen.
7. Welche Ultraschall-Frequenz eignet sich für welche Reinigungsaufgabe?
Grundsätzlich gilt, dass die Kavitationsblasen umso größer sind, je niedriger die Frequenz ist. Niedrigere Frequenzen haben somit eine höhere mechanische Reinigungswirkung als hohe Frequenzen. Gängige Frequenzbereiche sind:
Frequenzen von 25 kHz bis 40 kHz eignen sich für das Abreinigen von Fetten, Ölen und Partikeln. Eine 25 kHz Frequenz sollte nur bei harten Oberflächen angewendet werden, so kann bspw. Aluminium durch eine Ultraschallreinigung bei 25 kHz angegriffen werden. Der Frequenzbereich von 25 kHz bis 40 kHz kommt bspw. häufig in der Automobilindustrie und der Instandhaltung zum Einsatz
Frequenzen von 40 kHz – 132 kHz: kommen in der Feinstreinigung zum Einsatz. Die mechanische Reinigungswirkung ist geringer, dafür kann die Ultraschallreinigung in diesem Frequenzbereich aber auch bei weicheren und porösen Oberflächen eingesetzt werden. Der Frequenzbereich von 40 kHz bis 132 kHz kommt bspw. bei Reinigung von optischen Bauteilen, Bauteilen der Medizintechnik, der (Ultrahoch-)Vakuumtechnik und der Halbleiterindustrie zum Einsatz.
Bei Frequenzen über 132 kHz können feine und empfindliche Oberflächen schonend gereinigt werden; bspw. in der Halbleiterindustrie (Wafer).
8. Was ist die Flutreinigung?
Bei der Flutreinigung wird ein Bauteil vollständig mit Reinigungsflüssigkeit umspült. So werden auch schwer zugänglich Bereiche erreicht. Die Flutreinigung wird in der Tauchreinigung eingesetzt oder in Kammerreinigungsanlagen. Diese Methode wird oft mit anderen Verfahren kombiniert – bspw. Ultraschallreinigung, Druckumfluten oder Korbrotation.
9. Was bedeutet Druckumfluten?
Beim Druckumfluten befinden sich die Bauteile in dem Reinigungsbad. Pumpen saugen Flüssigkeit aus dem Reinigungsbad an und leiten es über Düsen mit hohem Druck zurück. In dem Reinigungsbad entstehen dadurch starke Strömungen und Turbulenzen („Whirlpool-Effekt“). Das sorgt für eine gründliche Reinigung auch an schwer zugänglichen Stellen des Bauteils.
10. Was ist Druckwechselwaschen / Vakuum-Impuls-Technik© (VIT)?
Das Druckwechselverfahren Vakuum-Impuls-Technik © "VIT" von BvL nutzt in einer flüssigkeitsgefüllten Vakuumkammer gezielte, wiederholt gefahrene Druckwechsel auf einen definierten Unterdruck. Dabei entstehen mikroskopische Gasblasen, die beim abrupten Belüften der Vakuumkammer implodieren. Die entstehenden Mikro-Kavitationsstöße lösen partikuläre und filmische Verunreinigungen direkt an der Bauteiloberfläche – selbst in Kapillaren, Sacklochbohrungen und komplexen Innengeometrien. Gleichzeitig erzeugt jeder Zyklus einen asymmetrischen Volumenstrom, der das Medium tief in enge Strukturen spült und abgelöste Partikel sicher austrägt. So erreicht das Verfahren ein deutlich höheres Reinheitsniveau als konventionelle Flut- oder Ultraschallreinigungen und eignet sich sowohl für Fein-/Feinstreinigung als auch für anspruchsvolle industrielle Bauteile.
11. Wie funktioniert das Dampfentfetten?
Das Dampfentfetten wird bei der Lösemittelreinigung eingesetzt. Beim Dampfentfetten wird Lösemitteldampf erzeugt, der auf die kühleren Bauteile trifft und dabei Fette löst. Dieses Verfahren ist sehr effektiv bei öligen oder fettigen Verschmutzungen. Es findet meist in geschlossenen Anlagen statt.
C. Trocknung
1. Warum ist die Trocknung in der industriellen Bauteilreinigung wichtig?
Nach der Reinigung müssen Bauteile regelmäßig gründlich getrocknet werden, um Korrosion oder Wasserflecken zu verhindern. Bleibt Feuchtigkeit auf den Teilen, kann sie bei Lagerung oder Weiterverarbeitung zu Qualitätsproblemen führen. Zudem sorgt eine vollständige Trocknung dafür, dass die Bauteile sofort einsatzbereit oder für nachfolgende Prozesse wie Beschichtung oder Montage vorbereitet sind.
2. Welche Trocknungsverfahren gibt es?
In der industriellen Bauteilreinigung sind mehrere Verfahren je nach Anforderung, Bauteil und Anlagentypus üblich. Die jeweiligen Verfahren können teilweise auch miteinander kombiniert werden oder nacheinander stattfinden. Es gibt im Wesentlichen die Heißlufttrocknung, das Druckluftabblasen, die Infrarot-Trocknung, die Vakuumtrocknung, die Konvektionstrocknung und die Kondensationstrocknung.
3. Was ist Heißlufttrocknung?
Bei der Heißlufttrocknung wird warme Luft über die Bauteile geleitet, um Feuchtigkeit zu verdampfen. Die Luft kann entweder direkt auf die Teile geblasen oder im ganzen Trocknungsraum zirkuliert werden. Dieses Verfahren ist einfach und für viele Anwendungen geeignet. Je nach Material dürfen die Temperaturen nicht zu hoch sein. Die Heißlufttrocknung kann bei hohen Restschmutzanforderungen, bspw. in der High Purity und Feinstreinigung, mit Filtern (bspw. HEPA H13 Luftfilter) ergänzt werden, um zu verhindern, dass die eingeleitete Luft die Bauteile wieder verschmutzt (rekontaminiert).
4. Zwischen welchen Arten von Heißlufttrocknung kann unterschieden werden?
In einer Reinigungsanlage unterscheidet man bei der Heißlufttrocknung zwischen Umlufttrocknung und Frischlufttrocknung. Bei der Umlufttrocknung wird die bereits erhitzte Luft wiederverwendet: Sie durchströmt die Kammer, wird danach aufgefangen und erneut aufgeheizt, bevor sie wieder zum Einsatz kommt. Dieses Verfahren ist besonders energiesparend und umweltfreundlich, da weniger Energie zur Erwärmung benötigt wird. Es eignet sich vor allem bei geringem Feuchtigkeitsanfall.
Im Gegensatz dazu nutzt die Frischlufttrocknung ständig neue Luft von außen, die erhitzt und durch die Kammer geleitet wird. Die feuchte Luft wird anschließend nach außen abgeführt. Dieses Verfahren bietet eine höhere Trocknungsleistung bei starkem Feuchtigkeitseintrag, ist jedoch energieintensiver. Die Wahl des Verfahrens hängt somit vom Trocknungsbedarf und den energetischen Anforderungen ab.
5. Wie funktioniert das Druckluftabblasen?
Bei dem Druckluftabblasen wird mit komprimierter Luft (Druckluft) Feuchtigkeit von den Teilen geblasen. Die Düsen können auf Hohlräume oder schwer zugängliche Stellen ausgerichtet werden. Dieses Verfahren wird häufig in Kombination mit anderen Methoden genutzt.
6. Wie funktioniert die Infrarottrocknung?
Die Infrarottrocknung ist ein effizientes Verfahren, bei dem Wärme durch Infrarotstrahlung direkt auf das zu trocknende Bauteil übertragen wird. Im Gegensatz zu konventionellen Methoden wird hierbei nicht die Umgebungsluft erhitzt, sondern die Strahlung wirkt gezielt auf die Oberfläche, wodurch sich das Material schnell erwärmt und die Feuchtigkeit verdampft. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und energieeffiziente Trocknung. Die Methode eignet sich vor allem für flächige Werkstücke. Ein weiterer Vorteil der Infrarottrocknung liegt darin, dass die Wärmeübertragung kontaktlos erfolgt; dadurch besteht in dem Trocknungsprozess mit Infrarot keine Rekontaminationsgefahr.
7. Was ist die Vakuumtrocknung?
Die Vakuumtrocknung ist ein Trocknungsverfahren, das in der wässrigen Reinigung und der Lösemittelreinigung zum Einsatz kommt. Dabei werden die Bauteile in einer vakuumfesten Kammer unter vermindertem Druck, also im Vakuum, getrocknet. Durch den Unterdruck sinkt der Siedepunkt des Wassers deutlich, sodass die Feuchtigkeit bereits bei niedrigen Temperaturen verdampfen kann. Das ist besonders vorteilhaft für empfindliche Materialien, die bei hohen Temperaturen beschädigt würden oder ihre Qualität verlieren könnten. Die Vakuumtrocknung ermöglicht eine schonende, gleichmäßige und effektive Trocknung, bei der auch tief sitzende Feuchtigkeit aus komplexen Geometrien und porösen Materialien entfernt werden kann.
8. Wie funktioniert die Kondensationstrocknung?
Die Kondensationstrocknung erfolgt auf Basis einer Wärmepumpe. Sie ist ein effizientes Verfahren, das eine schnelle, schonende und energieeffiziente Trocknung ermöglicht. Üblich sind Temperaturen von 20°C bis 90°C. In einem geschlossenen Kreislauf wird äußerst trockene, ungesättigte Luft über das Trocknungsgut geleitet, wodurch die Feuchtigkeit zügig aufgenommen wird. Anschließend wird die Luft abgekühlt, sodass das enthaltene Wasser kondensiert. Das Kondensat wird aus der Anlage entfernt wird. Die nun entfeuchtete und abgekühlte Luft wird erneut auf die gewünschte Temperatur erwärmt und dem Trocknungsprozess wieder zugeführt. Die Kondensationstrocknung kann auch zur Kühlung der Bauteile genutzt werden.
9. Wie lassen sich die Trocknungsverfahren kombinieren?
Je nach den Anforderungen an die Trocknung können verschiedene Trocknungsverfahren nacheinander oder miteinander kombiniert werden. So kann bspw. ein Druckluftabblasen eingesetzt werden um angesammelte Feuchtigkeit aus schöpfenden Strukturen zu entfernen. Anschließend kann eine Heißluft oder Vakuumtrocknung die verbleibende Restfeuchte aufnehmen.
Nicht selten muss die Vakuumtrocknung mit anderen Trocknungsverfahren kombiniert werden. Die Vakuumtrocknung setzt voraus, dass das Bauteil noch genügend Restwärme enthält. Entweder verfügen die Bauteile aus dem Reinigungsprozess mit hohen Temperaturen noch über genügend Restwärme oder vor die Vakuumtrocknung wird eine Heißlufttrocknung installiert. Ebenfalls möglich und äußerst effektiv ist es, die Vakuumtrocknung mit einer Infrarottrocknung zu kombinieren. So können die Infrarotstrahlen während des Vakuums weiterhin Wärmeenergie auf das Bauteil übertragen-
D. Reinigungsprozess
1. Was umfasst ein Reinigungsprozess?
Ein Reinigungsprozess besteht meist aus Vorreinigung, Hauptreinigung, Spülen, Trocknen, Prüfung und sauberer Verpackung. Je nach Ziel unterscheidet man Grob‑, Fein‑ und Feinstreinigung. Bei extremen Anforderungen (z. B. Halbleiter und Optik) spricht man von High‑Purity‑Reinigung mit Reinraumumgebung und strenger Medienführung.
2. Wie wähle ich das passende Reinigungsmedium?
Richten Sie sich nach dem Schmutz: „Gleiches löst Gleiches“. Öle/Fette (unpolar) entfernt man gut mit Lösemitteln wie Kohlenwasserstoffen oder modifizierten Alkoholen, Salze/Emulsionen (polar) und Partikel mit wässrigen, meist alkalischen oder sauren Reinigern. Für höchste Anforderungen kommen sehr reines Wasser (VE/UPW) und gut abspülbare, teilweise HIO‑Elemente-freie Reiniger zum Einsatz.
3. Wie läuft ein Reinigungsprozess klassischerweise ab?
Der Reinigungsprozess variiert je nach Anlagentypus. So beginnt der Reinigungsprozess in einer Kammerreinigungsanlage etwa damit, dass das Bauteil in die Kammer eingebracht und die Kammer anschließend geflutet wird. Die Reinigung wird neben dem verwendeten Reiniger durch die jeweiligen Reinigungsverfahren wie Spritzreinigung, Druckumfluten, Ultraschall oder Druckwechselwaschen wie VIT© unterstützt. Im Anschluss an die Reinigung im engeren Sinne folgt die Spüle. Die Spüle verfolgt das Ziel, von dem Bauteil gelöste aber noch anhaftende Verschmutzungen und Reiniger-Rückstände zu entfernen. Die Spüle ist essenziell für die Sauberkeit des Bauteils. Je nach Restschmutzanforderung können verschiedene Wasserqualitäten eingesetzt werden.
4. Wie sieht ein typischer Prozess für stark geölte Dreh‑/Frästeile aus?
Bewährt ist eine geschlossene Lösemittelanlage: Reinigen/Dampfentfetten, ggf. Ultraschall, interne Destillation des Mediums und Vakuumtrocknung – schnell und reproduzierbar. Alternativ funktioniert eine wässrige, alkalische Reinigung mit Druckumfluten und nachgeschaltetem Spülen. Wichtig ist eine angepasste Filtration, um den hohen Schmutzeintrag in das Medium anzufangen.
5. Wie reinige ich komplexe Bauteile mit Sacklöchern, Kapillaren oder porösen Strukturen?
Setzen Sie auf Vakuum‑Flutprozesse mit Druckwechsel (bspw-.VIT ©), damit Medien in enge Kanäle eindringen und Schmutz herauslösen. Ultraschall kann ergänzen, wenn das Bauteil robust genug ist. In der Medizintechnik (z. B. Führungsdrähte) wird so validierbar bis in Kapillaren gereinigt und anschließend schonend vakuumgetrocknet.
6. Wie gehe ich bei optischen Komponenten oder hochglanzpolierten Flächen vor?
Hier braucht es Feinst‑/Ultrafeinstreinigung mit mehrstufigen Tauchbädern oder einer Kammerreinigung mit einer Vielzahl an Tanks, VE- bzw. UPW‑Spülen und sehr sauberer Trocknung. Ultraschall in höheren Frequenzen oder Megaschall arbeitet schonend und partikelarm. Das „Lift‑out“ aus der letzten VE‑/DI‑Spüle hilft fleckenfrei zu trocknen.
7. Wie spüle ich richtig und welche Wasserqualität brauche ich?
Spülen entfernt Reiniger‑ und Schmutzreste – je höher der Reinheitsanspruch, desto reiner das Wasser (VE-Wasser oder UPW) und größer der Durchfluss. Mehrstufige Spülkaskaden sparen Wasser und verbessern die Qualität. Ein kontinuierlicher, gefilterter Spülstrom in geschlossenen Kammern wirkt besonders effektiv. Je nach Anforderung kann es auch sinnvoll sein eine Spüle mit Stadtwasser vorzuschalten, da Stadtwasser grundsätzlich den Reiniger besser abspült und eine VE- oder UPW-Spüle als finale Spüle nachzuschalten.
8. Wie trockne ich Bauteile zuverlässig – auch bei schwieriger Geometrie?
Gängige Verfahren sind Heißluft, Infrarot und Vakuumtrocknung. Bei komplexen Geometrien oder empfindlichen Materialien wirkt eine Vakuumtrocknung besonders gut. Wasser braucht deutlich mehr Energie zum Verdampfen als Lösemittel; die Trocknungsstrategie sollte das berücksichtigen. Die Trocknung kann zusätzlich mit Filtern (bspw. HEPA H13-Filter) ausgestattet werden, wenn es höchste Ansprüche zu erfüllen gilt.
9. Wie prüfe ich, ob die Reinigung erfolgreich war?
Sicht‑ und UV‑Inspektion zeigen Flecken und Fingerabdrücke, Partikelmessungen und Gravimetrie bewerten Restschmutz. Für High‑Purity‑Anforderungen kommen RGA‑Messungen sowie XPS-Analysen hinzu. In regulierten Bereichen (z. B. Medizintechnik) ist eine dokumentierte, validierte Prüfung Pflicht.
10. Wie halte ich Teile nach der Reinigung sauber bei höchsten Anforderungen (Verpackung & Handling)?
Arbeiten Sie im Reinraum oder unter Laminar‑Flow von der letzten Spüle bis zur Entladung. Verpacken Sie sofort, oft doppellagig, und öffnen Sie erst in der Schleuse oder am Einsatzort. Saubere Werkstückträger mit wenigen Kontaktpunkten und geschultes Handling verhindern Rückkontamination.
E. Medien und Medienaufbereitung
1. Was sind Reinigungsmedien und wozu dienen sie?
Reinigungsmedien lösen Schmutz, Öl, Fett und Partikel von Bauteilen. Sie können flüssig oder gasförmig sein und werden je nach Aufgabe ausgewählt. Wichtig ist, dass das Medium auf die Reinigungsaufgabe angepasst ist, gut wirkt und sich am Ende sauber abspülen lässt. So bleibt die Oberfläche funktionsfähig und frei von Rückständen.
2. Welche Hauptarten von Reinigungsmedien gibt es?
Es gibt Lösemittelmedien und wässrige Reiniger. Lösemittel wirken besonders gut bei öligen und fettigen Rückständen. Wässrige Reiniger (alkalisch, neutral oder sauer) eignen sich für Salze, Emulsionen und Partikel. Zusätzliche Spezialverfahren wie CO₂-Schnee oder Plasma können in Sonderfällen helfen.
3. Wann eignet sich Lösemittelreinigung besonders?
Bei stark öl- und fettbelasteten Dreh‑ und Frästeilen ist Lösemittel oft die beste Wahl. Geschlossene Anlagen mit Destillation halten die Qualität stabil und sparen Medium. Ultraschall kann die Wirkung steigern, ohne die Teile zu beschädigen. Am Ende sorgt Vakuumtrocknung für trockene Teile.
4. Wann sind wässrige Reiniger die bessere Wahl?
Bei anorganischen Rückständen wie Salzen oder bei viel Partikelverschmutzung ist wässrig sinnvoll. Die Prozesse lassen sich mit Spritzen, Druckumfluten und Ultraschall sehr gut kombinieren. Mehrere Spülstufen entfernen Reinigerreste zuverlässig. So wird die Oberfläche rückstandsfrei und benetzbar.
5. Was sind die Vor- und Nachteile der wässrigen Reinigung und der Lösemittelreinigung?
Die wässrige Reinigung gilt als umweltfreundlich, da sie auf Wasser basiert, und ist vielseitig für viele metallische und nichtmetallische Werkstoffe geeignet. Mit der passenden Chemie entfernt sie sowohl polare als auch einige unpolare Verschmutzungen. Nachteile sind der höhere Energiebedarf für Heißwasser- und Trocknungsprozesse, die Notwendigkeit der vollständigen Trocknung sowie die theoretische Korrosionsgefahr bei empfindlichen Metallen.
Lösemittelreiniger überzeugen durch ihre starke Entfettungswirkung, schnelle und oft rückstandsfreie Trocknung sowie gute Benetzung komplexer Geometrien. Allerdings sind sie teils gesundheitlich und umweltkritisch, erfordern oft teure geschlossene Anlagen und bei brennbaren Kohlenwasserstoffen zusätzliche Sicherheitstechnik.
Die Wahl zwischen beiden Verfahren richtet sich nach Verschmutzungsart, Material, Umwelt- und Sicherheitsauflagen sowie wirtschaftlichen Aspekten.
6. Was sind Spülmedien und welche Wasserqualitäten gibt es?
Spülmedien entfernen nach der Reinigung die gelösten Schmutz- und Chemiereste. Dafür nutzt man je nach Anforderung Wasser in verschiedenen Qualitäten: Leitungswasser (auch Stadtwasser genannt), VE‑Wasser, DI-Wasser und UPW. Mit jeder Stufe nimmt die Reinheit zu. Für sehr hohe Anforderungen wird in der letzten Stufe oft VE‑ oder UPW‑Wasser verwendet.
7. Wofür stehen die Abkürzungen VE-Wasser, DI-Wasser und UPW?
VE-Wasser steht für Vollentsalztes Wasser und beschreibt Stadtwasser, aus dem durch Ionenaustauscher alle gelösten Salze entfernt wurden. Dadurch ist eine Fleckenfreie Reinigung möglich.
DI-Wasser steht für Deionisiertes Wasser und bezeichnet Wasser das durch einen Ionenaustauscher, häufig kombiniert mit Umkehrosmose oder Elektrodeionisation (EDI), hergestellt wird. Dieses Wasser ist reiner als normales VE-Wasser, da auch Spuren von Ionen entfernt werden. Es wird beispielsweise in der Medizintechnik oder bei der Reinigung von elektronischen Bauteilen eingesetzt.
UPW steht für Ultrapure Water beziehungsweise Reinstwasser. Dieses Wasser weist eine extrem niedrige Leitfähigkeit auf und enthält praktisch keine Partikel oder organischen Verunreinigungen mehr. Es wird in besonders sensiblen Bereichen wie der Halbleiterfertigung, der Optik oder in High-Purity-Anwendungen der Medizintechnik genutzt.
8. Warum spült man mehrstufig in Kaskaden?
Mehrstufige Spülkaskaden verringern die Verschleppung von Schmutz und Chemie. Die Qualität steigt von Stufe zu Stufe, bis die Teile fleckenfrei sind. Fließspülen liefert konstante Qualität, Standspülen ist wirtschaftlicher, braucht aber mehr Kontrolle. Die letzte Stufe sollte sehr rein sein, damit keine Rückstände bleiben.
9. Warum wird eine Medienaufbereitung im Reinigungsprozess gemacht?
Durch eine Medienaufbereitung können Standzeiten verlängert, Qualitäten stabil gehalten, Kosten gesenkt und Ressourcen geschont werden. Medienaufbereitung hält Reinigungs- und Spülmedien sauber und wirksam. Typisch sind Filtration, Ölabscheider und bei Lösemitteln die Destillation.
10. Welche Filter, -arten und -konzepte werden eingesetzt?
Industrielle Reinigungsanlagen verwenden bewährte Filtermethoden, um Schmutz und Fremdstoffe aus dem Reinigungsbad und/oder dem Spülbad zu entfernen. So kann die Reinigungsqualität beibehalten und die Standzeit verlängert werden.
Bei grober Verschmutzung werden häufig mechanische Filter wie Siebe oder Filtermatten eingesetzt. Mechanische Filter mit feinen Maschenweiten können auch kleiner Partikel bis 0,5 µm aus der Flüssigkeit entfernen. Hier sind Beutel- und Kerzenfilter verbreitet. In sogenannten Absetzbecken können sich schwere Schmutzteilchen durch Sedimentation am Boden sammeln und entfernt werden. Magneteinsätze helfen ferritische Partikel wie Späne zu entfernen. Spezielle Ölabscheider (Koaleszenzabscheider) trennen Öle und Fette ab, die auf der Reinigungsflüssigkeit aufschwimmen.
Teilweise werden auch Zentrifugen genutzt, die Schmutzteilchen mit hoher Geschwindigkeit (Fliehkraft) aus dem Flüssigkeitsstrom herausschleudern.
11. Was bedeutet Vollstromfiltration?
Vollstromfiltration bedeutet: Der gesamte Medien-Volumenstrom läuft vor der Rückführung in die Tanks oder in die Kammer zu den Düsen durch den Filter. Die Vorteile sind die konstante Medienreinheit und ein guter Schutz für Düsen, Ventile und Pumpen. Die Nachteile sind ein höherer Druckverlust und schnellerer Filterverschleiß bei hoher Schmutzfracht.
12. Was heißt Bypassfiltration?
Die Bypassfiltration (Teilstrom) filtert nur einen abgezweigten Anteil des Kreislaufs kontinuierlich. Die Vorteile dieses Systems sind eine stabilisierte Badqualität, die den Hauptprozess nicht drosselt. Außerdem ist ist die Bypassfiltration oft energie- und kostengünstiger. Die Nachteile sind, dass die Bypassfiltration auf Lastspitzen langsamer reagiert die Zielreinheit nur erreicht, wenn die Umwälzung und die Filterleistung passend ausgelegt sind.
In der Praxis setzen Spritzanlagen vor den Düsen meist Vollstromfilter ein, Tauch/Ultraschallbäder nutzen häufig zusätzlich Bypassfilter zur Badpflege. Oft ist die Kombination beider Konzepte am wirksamsten.
13. Wie überwache ich die Medienqualität im laufenden Betrieb?
Wichtige Messgrößen sind Leitfähigkeit, pH‑Wert, Ölanteil und Partikelgehalt. Ergänzend helfen Refraktometer, Titration oder Dichteprüfungen, auch inline. Grenzwerte lösen Aufbereitung, Nachdosierung oder Wechsel aus. Alle Daten sollte man in Chargenprotokollen dokumentieren.
14. Wie oft müssen Reinigungs‑ und Spülmedien gewechselt werden?
Das hängt von Teileaufkommen, Verschmutzung und Aufbereitung ab. Mit guter Filtration und Überwachung sind lange Standzeiten möglich. Das spart Energie und Kosten. Ohne Pflege altern Medien schnell und reinigen schlechter. Individuell festgelegte Grenzwerte und Prüfpläne geben den Wechselzeitpunkt vor.
15. Welche Rolle spielt die Temperatur der Medien?
Die Temperatur ist ein Bestandteil des Sinnerschen Kreises. Eine höhere Temperatur senkt die Viskosität und beschleunigt die Reinigung. So lösen sich bspw. Öle und Fette leichter. Gleichzeitig müssen Materialverträglichkeit und Energieverbrauch beachtet werden. Die optimale Temperatur liegt im definierten Prozessfenster.
16. Was ist beim Medienmanagement am wichtigsten?
Stabile Konzentration, gute Filtration und saubere Trennung der Prozessschritte halten die Qualität hoch. Regelmäßige Messungen und klare Grenzwerte steuern Nachdosierung und Aufbereitung. Referenzteile und sauberes Handling sichern die Reproduzierbarkeit. So bleibt der Prozess wirtschaftlich, sicher und verlässlich.
17. Welche Methoden gibt es zur Medienüberwachung?
In der wässrigen industriellen Bauteilreinigung gibt es zwei Hauptarten der Medienüberwachung: Inline-Messungen direkt in der Anlage und Offline-Messungen durch Probenahme. Inline werden vor allem Trübungssensoren zur Kontrolle des Partikelgehalts und Fluoreszenz- oder IR-Sensoren zur Überwachung von Öl eingesetzt – diese liefern kontinuierlich Werte und sind in hochwertigen Anlagen zunehmend verbreitet. Ebenfalls inline gebräuchlich sind pH-, Leitfähigkeits- und Konzentrationssensoren, die automatisch den chemischen Zustand des Bades überwachen. Offline dagegen nutzt man meist Labor- oder Schnelltests: Partikel werden über Filterproben und Mikroskopie oder Partikelzähler bestimmt, Öle oft über IR-Analysen, Fluoreszenz-Handmessgeräte oder Labormethoden. Auch einfache Routinetests wie Titrationen, pH-Messungen oder Leitfähigkeitstests sind Standard. Insgesamt werden Inline-Sensoren vor allem für eine kontinuierliche Prozesssicherheit genutzt, während Offline-Analysen detaillierte und verlässliche Nachweise liefern und in fast allen Betrieben üblich sind.
18. Wie wird die Reinigerkonzentration überwacht?
In der industriellen Teilereinigung wird die Reinigerkonzentration auf zwei Wegen überwacht: Inline und Offline. Inline-Sensoren sind direkt in die Anlage integriert und messen kontinuierlich – z. B. über Leitfähigkeit (gut für Laugen/Säuren), Refraktometer (Brechungsindex, universell einsetzbar), Ultraschall-Sensoren (sehr genau, aber teuer) oder Tensid-Sensoren (über Oberflächenspannung). Sie liefern Echtzeitwerte, ermöglichen automatische Dosierung und sind vor allem in großen oder qualitätskritischen Anlagen verbreitet.
Offline-Methoden setzen auf Probenahme und anschließende Tests. Am häufigsten sind Titrationen (Standard für alkalische/saure Reiniger), Handrefraktometer (schnell, aber störanfällig bei verschmutzten Bädern), sowie Schnelltests oder Laboranalysen für spezielle Inhaltsstoffe. Diese Verfahren sind kostengünstig und weit verbreitet, liefern aber nur punktuelle Ergebnisse und erfordern mehr Personalaufwand.
In der Praxis wird meist eine Kombination genutzt: Offline-Analysen dienen zur Validierung und als Backup, während Inline-Systeme eine konstante Prozesskontrolle und automatische Nachdosierung sicherstellen. Insgesamt sind Offline-Tests nach wie vor am weitesten verbreitet, während Inline-Technologien in Richtung Automatisierung und Qualitätssicherung zunehmend an Bedeutung gewinnen.
F. Hochdruckreinigung und Hochdruckentgraten
1. Was ist Hochdruckreinigung?
Hochdruckreinigung ist ein Reinigungsverfahren, bei dem Wasser mit sehr hohem Druck auf Bauteile gespritzt wird. Dadurch lassen sich hartnäckige Verschmutzungen wie Ölfilme, Partikel oder Anhaftungen effizient entfernen. Selbst stark verschmutzte Oberflächen können mit dem richtigen Wasserdruck und passenden Düsen gründlich und materialschonend gereinigt werden. Eingesetzt wird Hochdruckreinigung in der Industrie überall dort, wo herkömmliche Reinigungsmethoden an ihre Grenzen stoßen, zum Beispiel bei hartnäckigen Verschmutzungen.
2. Was ist Hochdruckentgraten?
Hochdruckentgraten bezeichnet das Entfernen von Graten an Werkstückkanten mittels eines gebündelten Wasserstrahls unter hohem Druck. Typischerweise kommen dabei Wasserdrücke bis etwa 1000 bar (bei Spezialanlagen auch darüber) zum Einsatz, um vorstehende Grate gezielt abzutrennen. Der Wasserstrahl wird über feine Düsen präzise auf die Grate gerichtet, sodass diese durch die hohe kinetische Energie weggeschlagen werden. Das Verfahren eignet sich besonders für Bauteile mit schwer zugänglichen Gratstellen (z. B. innenliegende Bohrungen oder Hohlräume) und kombiniert das Entgraten oft mit einer Reinigung des Bauteils in einem Schritt.
3. Welche Vorteile und Nachteile hat Hochdruckentgraten?
Vorteile: Zu den Stärken des Hochdruckentgratens zählt die Möglichkeit, auch komplexe Konturen wie tiefe Bohrungen, Querbohrungsübergänge oder Hinterschneidungen sicher zu entgraten, und es ist für verschiedenste Materialien (Metalle, bedingt auch Kunststoffe) geeignet. Der Prozess arbeitet verglichen zu Alternativen materialschonend, sodass keine mechanische Beschädigung auftritt und scharfe Kanten gratfrei erhalten bleiben (keine ungewollte Verrundung). Zudem werden Grate und Verunreinigungen in einem Arbeitsgang entfernt, das Bauteil wird also gleichzeitig gereinigt.
Nachteile: Hochdruckentgrat-Anlagen haben relativ hohe Investitionskosten und erfordern leistungsstarke Pumpen, was mit beträchtlichem Energiebedarf einhergeht. Außerdem können sehr massive oder zähe Grate mitunter nicht vollständig entfernt werden (bspw. bei Wurzelgraten). Eine definierte Kantenverrundung wird durch den Wasserstrahl nicht erzielt. Soll eine Fase oder ein Radius entstehen, ist gegebenenfalls ein nachträgliches Verfahren erforderlich.
4. Für welche Anwendungen und Bauteile wird Hochdruckentgraten eingesetzt?
Hochdruckentgraten findet vor allem in Branchen Anwendung, die hoha Anforderungen an Gratfreiheit und technische Sauberkeit stellen. Beispielsweise setzt die Automobilindustrie, insbesondere Motoren- und Getriebebau sowie Batteriekästen, oder die Hydraulikindustrie auf dieses Verfahren. Typische Werkstücke sind Hydraulikblöcke und Ventilgehäuse, Motor- und Pumpengehäuse, Getriebeteile, Batteriekästen. In solchen Teilen gibt es oft innenliegende Bohrungen und Kanäle, in denen sich Grate oder Späne ablagern. Das Hochdruckverfahren entfernt diese zuverlässig vor der Montage. Auch in der Luft- und Raumfahrt sowie anderen High-Tech-Branchen wird Hochdruckreinigung und -entgratung eingesetzt, um kleinste Partikel und Grate gemäß strengen Sauberkeitsnormen (bspw. VDA 19) zu beseitigen
5. Wie funktioniert der Hochdruckentgrat-Prozess?
Der Prozess des Hochdruckentgratens läuft in einer geschlossenen Anlage ab. Ein Hochdruck-Pumpensystem presst Wasser mit mehreren hundert bis tausend bar durch spezielle Düsen, die gezielt auf das Werkstück gerichtet sind. Die Düsen werden entweder von Robotern oder von mehrachsigen CNC-Achsen bewegt, sodass alle kritischen Stellen (z. B. Bohrungen, Kanten, Sacklöcher) erreicht werden. Durch die hohe kinetische des Wasserstrahls brechen die Grate ab und werden zusammen mit gelösten Schmutzpartikeln aus dem Bauteil herausgespült. Das abfließende Wasser wird anschließend gefiltert, um die abgetragenen Partikel aufzufangen, und oft im Kreislauf wiederverwendet.
6. Welche Arten von Graten können mit Hochdruck entfernt werden?
Das Hochdruckverfahren entfernt effektiv Grate, die bei der spanenden Bearbeitung entstehen, bspw. Bohrgrate, Fräsgrate oder Drehgrate. Auch feine Gussgrate (Flitter) an Druckgussteilen lassen sich durch den Wasserstrahl ablösen, ebenso festgeklemmte Späne in Bohrungen. Typischerweise können neben Graten auch anhaftende Rückstände mit entfernt werd. Durch die gerichtete Strahlführung werden sogar Verunreinigungen in sehr engen Hohlräumen erreicht und ausgetragen. Bei sehr großen, massiven Graten und Wurzelgraten stößt das Hochdruckentgraten allerdings an Grenzen. In solchen Fällen bleibt oft die Gratwurzel stehen, und es muss gegebenenfalls mechanisch nachgearbeitet werden
7. Welcher Wasserdruck in bar ist für welche Anwendung geeignet?
Die erforderlichen Drücke hängen stark von der Anwendung ab. Für Reinigungsprozesse ohne Entgraten genügen oft bereits niedrigere Hochdrücke im zweistelligen Bar-Bereich. Für Entgrat-Aufgaben sind jedoch deutlich höhere Drücke nötig: In der Praxis liegen die Arbeitsdrücke meist im Bereich von etwa 300 bis 800 bar. Häufig werden 500–1000 bar eingesetzt, um hartnäckige Grate sicher zu entfernen. Für besonders hartnäckige Aufgaben können in Sonderfällen auch darüberhinausgehende Drücke von bis zu 2.500 bar eingesetzt werden. Entscheidend ist auch das Werkstoffmaterial. Aluminiumteile werden mit einem geringeren Druck bearbeitet als Stahlteile und Edelstahlteile.
8. Wie sehen Hochdruck-Entgratanlagen aus und wie werden sie in der Fertigung integriert?
Moderne Hochdruckanlagen zur Teilereinigung und Entgratung sind meist als geschlossene Kabinen oder Zellen ausgeführt und lassen sich flexibel an den Produktionsablauf anpassen. Viele Systeme arbeiten ähnlich wie Werkzeugmaschinen: Sie verfügen über mehrachsige Düsenführungen oder Roboter, die entweder das Bauteil vor stationären Düsen positionieren oder die Düse am fixierten Bauteil entlangführen. Für Innenkonturen wie tiefe Bohrungen kommen oft rotierende Lanzen zum Einsatz, bei denen eine Düse im Bohrungsinneren um 360° rotiert und so rundum entgratet.
Zudem kann die Hochdruckentgratung als Modul in eine komplette Reinigungsanlage integriert werden, bspw. in Kombination mit Vorreinigung, Feinreinigung, Spülprozessen und abschließender Trocknung, um ein vollautomatisches Gesamtpaket zu erhalten.
9. Greift der Hochdruckstrahl das Bauteil oder die Oberfläche an?
Bei sachgerechter Anwendung entfernt der Hochdruckstrahl nur die Grate und Verunreinigungen, ohne das Grundmaterial des Bauteils abzutragen oder zu beschädigen. Die Oberflächenqualität bleibt erhalten. Der Wasserstrahl verursacht keine nennenswerte Materialabtragung an der Werkstückoberfläche. Wichtig ist jedoch, den Druck an das Material anzupassen: Ein zu hoher Druck kann empfindliche Werkstoffe schädigen oder Erosionsspuren an Oberflächen hinterlassen. Im Normalfall gilt Hochdruckentgraten aber verglichen zu Alternativen als sehr materialschonend.
10. Was ist hinsichtlich Arbeitssicherheit und Umweltaspekten zu beachten?
Hochdruck-Entgratungsanlagen sind mit umfassenden Sicherheitsvorkehrungen ausgestattet, da ein Wasserstrahl mit mehreren hundert Bar für den Menschen gefährlich sein kann. Die Prozesse laufen in geschlossenen Druckkammern ab, die während der Bearbeitung verriegelt sind. Die Türen lassen sich erst öffnen, wenn der Druck abgebaut ist. Betreiber müssen bei Wartungsarbeiten PSA tragen, um Verletzungen zu verhindern.
Aus Umweltsicht gilt das wässrige Hochdruckverfahren als vergleichsweise sauber, da keine aggressiven Chemikalien benötigt werden. Allerdings fällt kontaminiertes Prozesswasser an, das aufbereitet werden muss. Moderne Anlagen filtern Öl, Späne und Feinstpartikel aus dem Wasser und führen das Medium im Kreislauf wieder der Anlage zu. Dadurch werden Wasserverbrauch und Entsorgungsaufwand deutlich reduziert. Überdies achten Anlagenhersteller auf energieeffiziente Technik, damit trotz hoher Drücke ein ressourcenschonender Betrieb möglich ist
11. Was ist Hochdruckentlacken?
Beim Hochdruckentlacken werden Lacke, Pulver- und Beschichtungsschichten mit einem sehr kräftigen Wasserstrahl (typisch ca. 800–3.000 bar) mechanisch von der Oberfläche gelöst. Je nach System geschieht das mit reinem Wasser oder mit geringem Abrasivzusatz. Die Methode arbeitet ohne Lösemittel und ohne nennenswerte Wärmeeinwirkung, sodass die Grundwerkstoffe (z. B. Stahl) geschont werden.
12. Welche Vorteile und Nachteile hat Hochdruckentlacken?
Zu den Vorteilen zählen die Lösemittelfreiheit mit entsprechend geringen Emissionen, die Materialschonung, sehr gute Ergebnisse auch an komplexen Geometrien (Kanten, Bohrungen, Haken/Gestelle) sowie eine gleichmäßige, saubere Oberfläche als Haftgrund für die Neubeschichtung. Außerdem lässt sich der Abtrag selektiv steuern, um nur die Schicht zu entfernen und das Grundmaterial zu erhalten.
Demgegenüber stehen höhere Investitions- und Betriebskosten (Energie, Wasser), der Aufwand für Abwasser- und Schlammaufbereitung, Lärm- und Spritzschutz sowie hohe Anforderungen an die Arbeitssicherheit. Die Flächenleistung hängt stark vom Schichtsystem und der Anlagentechnik ab.
13. In welchen Branchen wird Hochdruckentlacken eingesetzt?
Eingesetzt wird Hochdruckentlacken vor allem in der Automobilindustrie und bei Zulieferern (bspw. Karosserie- und Fahrwerksteile, Lackierhaken/Gestelle), in der Metallverarbeitung und Oberflächentechnik, im Bereich Schienen- und Nutzfahrzeuge, im Maschinen- und Anlagenbau inklusive Bau- und Landmaschinen sowie im Schiffbau/Offshore- und Energiesektor (bspw. Stahlstrukturen, Turbinengehäuse, etc.).
G. Anlagentechnik in der industriellen Teilereinigung
1. Welche Arten von Reinigungsanlagen gibt es?
Man unterscheidet grob zwischen Takt-Anlagen und Durchlauf-Anlagen in der Teilereinigung. Für Takt-Prozesse stehen Einkammersysteme oder Mehrkammersysteme, mehrstufige Reihentauchanlagen und ähnliche Konzepte zur Verfügung. Kontinuierliche Durchlaufanlagen transportieren hingegen die Werkstücke auf Förderbändern oder Kettenförderern automatisch durch die einzelnen Reinigungs- und Spülstufen.
Takt-Systeme eignen sich für flexible Chargen und wechselnde Teile, während Durchlaufanlagen bei hohen Stückzahlen und linienintegrierten Prozessen Vorteile bieten.
2. Welche Arten von Kammersystemen gibt es?
Innerhalb der Kammersysteme wird weiter je nach Kammer unterschieden. Klassischerweise wird zwischen Drehtelleranlagen und Korbreinigungsanlagen differenziert.
Bei Drehtelleranlagen befindet sich das zu reinigende Bauteil auf einem Drehteller in der Reinigungskammer. Während das Bauteil über Düsensysteme bespritzt wird, dreht sich das Bauteil auf dem Drehteller. Diese Arten von Kammeranlagen werden bei kleineren Chargen und mittleren Restschmutzanforderungen eingesetzt. Häufig findet man solche Drehtelleranlagen in der Instandhaltung oder in Werkstätten.
Bei hohen bis sehr hohen Restschmutzanforderungen werden vakuumfeste Flutkammern eingesetzt. Hier befindet sich in der Kammer ein Rhönrad. In dieses werden die Bauteile über einen Korb oder einen speziellen Werkstückträger eingebracht. Die Kammer kann vollständig geflutet und mit Vakuum beaufschlagt werden, bspw. zum Druckwechselwaschen VIT © oder zur Vakuumtrocknung. Auch Ultraschall, Druckumfluten und Spritz-Anwendungen sind hier umsetzbar. Das in das Rhönrad eingebrachte Bauteil kann um die eigene Achse rotieren.
3. Wie lässt sich Badverschleppung zwischen den Prozessstufen vermeiden?
Als Badverschleppung bezeichnet man das Mittragen von Flüssigkeit (Reinigungs- oder Spülbad) durch das Werkstück in die nächste Prozessstufe, was dort zu Verunreinigungen und unerwünschter Verdünnung führt. Um Verschleppungen zu minimieren, sollten die Teile beim Entnehmen aus dem Bad gut abtropfen können – z.B. durch Abtropfstationen oder eine längere Ablaufzeit. Zusätzliche Maßnahmen sind Luftabreinigung (Abblasdüsen), die anhaftende Flüssigkeit vor dem nächsten Bad abströmen lässt, sowie Kaskaden-Spülsysteme, die verbleibende Verschleppungen kontrolliert verdünnen und so die Medien sauber halten. Eine konsequente Reduzierung der Badverschleppung ist wichtig, um die Standzeit der Bäder zu verlängern und die Reinigungsqualität stabil zu halten
4. Welche Wartungsarbeiten fallen an einer Reinigungsanlage an?
Reinigungsanlagen erfordern regelmäßige Wartung und Instandhaltung, um zuverlässig zu funktionieren und Ausfallzeiten zu vermeiden. Typische Instandhaltungsarbeiten sind der Austausch von Filtern und verbrauchtem Reinigungsmedium und das Reinigen der Tanks und Kammern von Rückständen und Ablagerungen. Diese Routine-Arbeiten kann der Betreiber häufig selbst in festgelegten Intervallen durchführen. Zusätzlich empfiehlt sich in größeren Abständen (z.B. jährlich) eine gründliche Wartung durch Fachpersonal, bei der auch Verschleißteile – etwa Dichtungen, Pumpen oder Ventile – geprüft und wenn nötig ausgetauscht werden. Eine gut dokumentierte Wartungsroutine stellt sicher, dass die Anlage dauerhaft mit optimaler Leistung arbeitet.
5. Welche Möglichkeiten der Automatisierung gibt es bei Reinigungsanlagen?
Moderne Teilereinigungsanlagen können weitgehend automatisiert betrieben werden, um einen kontinuierlichen Durchsatz und reproduzierbare Ergebnisse sicherzustellen. Häufig werden dazu Transportsysteme wie Rollenbahnen, Förderbänder oder Kreisfördersysteme eingesetzt, die Werkstückträger mit Teilen automatisch in die Anlage einschleusen und durch die Reinigungsstufen bewegen. Für das Be- und Entladen von Reinigungskammern kommen auch Portalsysteme oder Industrieroboter zum Einsatz, die Körbe oder Teile greifen und positionieren. Solche Automationslösungen reduzieren den personellen Aufwand und minimieren Fehler beim Teilehandling. Insgesamt erhöht die Automatisierung die Prozesssicherheit und ermöglicht eine nahtlose Integration der Reinigung in den Produktionsablauf.
6. Wie lässt sich der Energie- und Ressourcenverbrauch einer Reinigungsanlage reduzieren?
Eine hohe Energie- und Ressourceneffizienz wird in der Teilereinigung immer wichtiger. Zunächst sollte die Anlage passend zur Aufgabe dimensioniert sein, damit unnötig große Bäder oder Überkapazitäten vermieden werden; so läuft die Anlage möglichst selten im Leerlauf. Während des Betriebs helfen intelligente Steuerungen dabei, z.B. Pumpen, Heizungen und Trockner automatisch abzuschalten, wenn gerade keine Teile gereinigt werden. Ebenso wichtig ist eine gute Wärmedämmung an Bädern und Rohrleitungen, damit wenig Wärme an die Umgebung verloren geht. Viele Anlagen nutzen heute zudem interne Energierückgewinnung bspw. mit Wärmetauschern. Auch der Einsatz energieeffizienter Motoren oder drehzahlgeregelter Pumpen sowie das Absenken der Prozessparameter (Temperatur, Zeit) auf das nötige Maß tragen dazu bei, den Verbrauch an Energie, Wasser und Chemie zu verringern, ohne die Reinigungsqualität zu beeinträchtigen.
7. Welche Materialien werden verwendet?
Beim Bau der Reinigungsanlagen wird regelmäßig Edelstahl 1.4301 / AISI 304 / V2A verwendet, da er eine gutes Preis-Leistungs-Verhältnis aufweist und gut schweißbar ist. Je nach Prozess und Reinigerauswahl wird auch 11.4404 / AISI 316L / V4A Edelstahl verwendet. Edelstähle werden gebeizt/passiviert und bei hohen Restschmutzanforderungen (bspw. in der High Purity Industrie, Medizintechnik, Halbleiter) auch elektropoliert. Wird in den Reinigungsanlagen viel mit UPW gearbeitet wird, sind auch Tanks und Rohrleitungen aus Kunststoff (bspw. PP) im Einsatz.
8. Wie wird die Reinigungsanlage bedient?
Eine industrielle Reinigungsanlage wird im Alltag über ein Bedienpanel (HMI) mit hinterlegten Programmen gefahren. Über das Panel wählt der Bediener das Programm passend zu Material, Verschmutzung und Reinheitsanforderung. Darin sind typischerweise Vorwäsche, Hauptwäsche (bspw. Spritzreinigung/ Druckumfluten/ VIT ©), Spülstufen (bis hin zu UPW-Wasser), Trocknung (bspw. Heißluft, Infrarot, Vakuum, Druckluftabblasen) sowie Parameter wie Temperatur, Zeit, Düsenleistung, Korbbewegung oder Ultraschallleistung hinterlegt.
Während des Laufs beobachtet die Bedienerin Statusanzeigen, Alarmmeldungen und Grenzwerte.
9. Wie lassen sich die Trocknungsverfahren kombinieren?
Je nach den Anforderungen an die Trocknung können verschiedene Trocknungsverfahren nacheinander oder miteinander kombiniert werden. So kann bspw. ein Druckluftabblasen eingesetzt werden um angesammelte Feuchtigkeit aus schöpfenden Strukturen zu entfernen. Anschließend kann eine Heißluft oder Vakuumtrocknung die verbleibende Restfeuchte aufnehmen.
Nicht selten muss die Vakuumtrocknung mit anderen Trocknungsverfahren kombiniert werden. Die Vakuumtrocknung setzt voraus, dass das Bauteil noch genügend Restwärme enthält. Entweder verfügen die Bauteile aus dem Reinigungsprozess mit hohen Temperaturen noch über genügend Restwärme oder vor die Vakuumtrocknung wird eine Heißlufttrocknung installiert. Ebenfalls möglich und äußerst effektiv ist es, die Vakuumtrocknung mit einer Infrarottrocknung zu kombinieren. So können die Infrarotstrahlen während des Vakuums weiterhin Wärmeenergie auf das Bauteil übertragen-
H. Qualitätssicherung und Sauberkeitsanalyse
1. Warum macht man Qualitätssicherung?
Qualitätssicherung (QS) wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass Produkte und Prozesse den geforderten Qualitätsstandards entsprechen. Durch QS sollen Fehler frühzeitig erkannt und verhindert werden, bevor sie an den Kunden gelangen. So werden Ausschuss und Nacharbeiten reduziert, die Zuverlässigkeit der Produkte erhöht und letztlich Kundenzufriedenheit und Vertrauen geschaffen. Kurz: QS sorgt dafür, dass ein gleichbleibend hoher Qualitätslevel erreicht wird und funktionierende, sichere Bauteile ausgeliefert werden.
2. Was sind Sauberkeitsanalysen?
Sauberkeitsanalysen sind spezielle Qualitätsprüfungen, bei denen Bauteile auf verbliebene Verunreinigungen untersucht werden. Man spricht hier auch von Restschmutzanalysen. Ziel ist festzustellen, welche und wie viele Partikel oder Rückstände nach der Fertigung und Reinigung noch auf einem Bauteil vorhanden sind. Diese Analysen folgen oft standardisierten Verfahren und sollen sicherstellen, dass die Bauteilsauberkeit innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte liegt und die Funktion nicht durch Schmutz gefährdet wird.
3. Warum ist Bauteilsauberkeit wichtig?
Schon kleinste Verunreinigungen können in modernen technischen Systemen große Auswirkungen haben. Zum Beispiel haben in der Automobilindustrie winzige Schmutzpartikel in empfindlichen Systemen (wie ABS-Bremsen oder Einspritzanlagen) zu Fehlfunktionen, erhöhtem Verschleiß bis hin zum Totalausfall geführt. Generell kann mangelnde Sauberkeit die Zuverlässigkeit von Produkten erheblich reduzieren. Eine hohe Bauteilsauberkeit ist wichtig, um Funktionsstörungen, vorzeitigen Verschleiß oder Ausfälle zu vermeiden und die Qualität sowie Lebensdauer der Produkte sicherzustellen.
4. Was versteht man unter technischer Sauberkeit?
Technische Sauberkeit bedeutet, dass ein Bauteil so frei von schädlichen Partikeln ist, dass dessen Funktion nicht beeinträchtigt wird. In jedem Herstellungsprozess entstehen unvermeidbar Partikel und Filme (auch Restschmutz genannt). Solange diese Restschmutzmenge so gering ist, dass weder sofort noch langfristig Fehlfunktionen oder Schäden auftreten, gilt das Bauteil als technisch sauber. Mit anderen Worten: Die Verschmutzung ist auf einem hinreichend niedrigen Niveau, sodass die Bauteile im Betrieb zuverlässig arbeiten.
5. Welche Normen regeln die technische Sauberkeit (z. B. VDA 19, ISO 16232)?
In der Industrie – besonders im Automobilbereich – gibt es anerkannte Standards für technische Sauberkeit. Wichtig sind hier vor allem VDA 19 (ein vom Verband der Automobilindustrie veröffentlichter Leitfaden) und die internationale Norm ISO 16232. Beide behandeln im Kern dasselbe und beschreiben Methoden zur Überprüfung der technischen Bauteilsauberkeit. Sie geben detaillierte Vorgaben, wie man Partikelverschmutzung auf Bauteilen erfasst, misst und dokumentiert. Durch diese Standards werden Sauberkeitsprüfungen vereinheitlicht, was vergleichbare und zuverlässige Ergebnisse sicherstellt. So helfen VDA 19 und ISO 16232, einen hohen Qualitätsstandard einzuhalten und das Risiko von funktionsbedingten Ausfällen durch Schmutz zu reduzieren.
6. Welche Sauberkeitsanforderungen gelten für Bauteile?
Wie sauber ein Bauteil sein muss, hängt von dessen Funktion und Einsatzgebiet ab. Es gibt keine pauschalen Grenzwerte für alle Fälle. Stattdessen werden Sauberkeitsanforderungen normalerweise individuell festgelegt. In der Entwicklungsphase eines Produkts definiert man, wie viel und welche Art von Restschmutz ein Bauteil maximal haben darf, ohne die Funktion zu gefährden. Dabei fließen die Empfindlichkeit des Systems, aber auch die fertigungstechnischen Möglichkeiten ein. Oft erfolgt diese Festlegung in Abstimmung zwischen Kunde und Lieferant, um realistische und sinnvolle Grenzen zu setzen. Wichtig ist, dass die Anforderungen so gewählt werden, dass keine Funktionsstörungen auftreten und zugleich kein unnötig hoher Reinigungsaufwand betrieben werden muss
7. Welche Arten von Verunreinigungen treten auf, und woher kommen sie?
Grundsätzlich unterscheidet man partikuläre und filmische Verunreinigungen. Partikuläre Verunreinigungen sind feste Partikel, bspw. Metallspäne oder -abrieb, Kunststoff- oder Lackpartikel, Staubkörner oder Fasern. Solche Partikel entstehen oft direkt im Prozess (etwa Spanreste beim Bohren oder Schleifen, Abrieb beim Bearbeiten) oder gelangen aus der Umgebung aufs Bauteil (Staub aus der Luft, Fasern von Kleidung oder Putzlappen). Filmische Verunreinigungen hingegen sind dünne Schichten auf der Oberfläche – typischerweise Rückstände von Ölen, Fetten oder anderen Fertigungshilfsstoffen. Diese entstehen, wenn z. B. Kühlschmierstoffe, Korrosionsschutzöle oder Reinigungsmittel auf dem Teil zurückbleiben und einen Film bilden. Beide Arten von Verunreinigung (Partikel und Filme) gilt es zu minimieren, damit das Bauteil die gewünschte technische Sauberkeit erreicht.
8. Wie läuft eine Sauberkeitsprüfung bzgl. Partikel ab?
Typischerweise wird ein Bauteil im Labor zunächst gereinigt, um die darauf befindlichen Verunreinigungen zu sammeln (sog. Extraktion). Dazu spült man das Teil mit einer definierten Flüssigkeit, sprüht es ab oder behandelt es in einem Ultraschallbad. Die dabei abgelösten Schmutzpartikel werden auf einem speziellen Filter aufgefangen. Anschließend wird der Filter getrocknet und unter dem Mikroskop ausgewertet. Dabei zählt und vermisst man die Partikel auf dem Filter, um Anzahl und Größe der verbliebenen Schmutzpartikel zu bestimmen. Aus diesen Daten kann man dann schließen, ob das Bauteil die geforderten Sauberkeitswerte einhält.
Eine weitere gängige Methode ist das sog. Sampeln. Dabei wird ein Sample ein mit einem Kleber versehene und mittels eines Stempels auf eine definierte Oberfläche des Bauteils gepresst. An dem Kleber bleiben die auf der Oberfläche befindlichen Partikel kleben. Anhand dieses Samples wird nun ausgewertet, wie viele Partikel welcher Größe vorhanden sind. Anschließend kann das Ergebnis hochgerechnet werden für das gesamte Bauteil.
9. Welche Messtechnik wird für Sauberkeitsanalysen verwendet?
In Sauberkeitslaboren kommen verschiedene Messgeräte zum Einsatz. Zentrales Arbeitsmittel ist ein Lichtmikroskop mit Bildauswertung: Damit macht man die auf dem Analysefilter gesammelten Partikel sichtbar und klassifiziert sie automatisiert nach Größe und ggf. nach Partikeltyp (metallisch, nichtmetallisch, Faser). Häufig wird auch eine Präzisionswaage genutzt – durch Wiegen des Filters vor und nach der Probenahme lässt sich die gesamte Schmutzmasse ermitteln (sogenannte Gravimetrie). Für tiefergehende Analysen kommen hochauflösende Mikroskope wie Rasterelektronenmikroskope zum Einsatz, um sehr kleine Partikel zu finden und ihre Materialzusammensetzung zu bestimmen.
10. Wie erfolgt eine Kontrolle der filmischen Sauberkeit?
Die Bedeutung filmischer Kontaminationen (bspw. Fette, oder KSS) hat an in der jüngeren Vergangenheit an Bedeutung gewonnen. Die vorhandenen Messverfahren und Grenzwerte sind jedoch noch nicht so ausgereift wie zur partikulären Kontamination.
Die wesentliche Kenngröße zur Bestimmung der filmischen Sauberkeit ist die Oberflächenenergie in Millinewton pro Meter (mN/m). Die Oberflächenenergie eines Bauteils gibt an, ob die Oberfläche durch eine Flüssigkeit benetzt wird oder abperlt. Geläufige Messverfahren sind Testtinten, die Kontaktwinkelmessung und die Fluoreszenzmessung.
11. Wie funktioniert die Überprüfung der filmischen Sauberkeit mit Testtinten?
Mit Testtinten kann die Oberflächenenergie schnell und einfach geprüft werden. Trägt man die Tinte mit einem Stift oder einem Wattestäbchen als dünnen Film auf die Oberfläche auf, zeigt sich sofort, ob die Benetzung ausreichend ist. Bleibt die Tinte gleichmäßig stehen, verfügt die Oberfläche mindestens über die entsprechende Oberflächenenergie der Tinte und gilt als ausreichend sauber beziehungsweise aktiviert. Zieht sich der Film jedoch innerhalb weniger Sekunden zusammen oder bildet Tropfen, deutet dies auf eine zu geringe Oberflächenenergie hin, was meist auf Rückstände von Fetten, Ölen oder Trennmitteln zurückzuführen ist. Das Verfahren erlaubt es, Grenzwerte zu ermitteln, indem man mit Testtinten unterschiedlicher Werte arbeitet, bis der Punkt erreicht ist, an dem die Benetzung nicht mehr stabil bleibt.
12. Wie funktioniert die Überprüfung der filmischen Sauberkeit mit der Kontaktwinkelmessung?
Bei der Überprüfung der filmischen Sauberkeit mittels Kontaktwinkelmessung wird die Benetzbarkeit einer Oberfläche durch den Winkel bestimmt, den ein aufgebrachter Flüssigkeitstropfen mit der Oberfläche einschließt. Saubere, fettfreie und aktivierte Oberflächen haben eine hohe Oberflächenenergie und lassen Flüssigkeitstropfen breit auseinanderlaufen, sodass ein kleiner Kontaktwinkel entsteht. Verunreinigte oder durch Rückstände belegte Oberflächen besitzen dagegen eine geringere Oberflächenenergie, wodurch der Tropfen kugelförmig stehen bleibt und ein größerer Kontaktwinkel entsteht. Für die Messung wird in der Regel ein definierter Wassertropfen oder eine andere Prüfflüssigkeit auf die Oberfläche aufgebracht und mit einer Kamera optisch erfasst. Die Auswertung erfolgt über eine Software, die den Kontaktwinkel genau berechnet.
13. Wie funktioniert die Überprüfung der filmischen Sauberkeit mit der Fluoreszenzmessung?
Bei der Überprüfung der filmischen Sauberkeit mit Fluoreszenzmessung wird die Tatsache genutzt, dass viele organische Verunreinigungen – etwa Öle, Fette oder bestimmte Reinigungsrückstände – unter UV-Licht Fluoreszenz zeigen. In der Praxis wird die zu prüfende Oberfläche mit einer definierten Lichtquelle bestrahlt. Befinden sich filmische Rückstände auf der Oberfläche, absorbieren deren Moleküle die Strahlung und emittieren sichtbares Licht, das als fluoreszierender Schimmer erkennbar ist. Dies kann entweder rein visuell durch den Prüfer beurteilt werden oder, in einer instrumentellen Variante, mit einem Detektor beziehungsweise einer Kamera quantitativ erfasst werden. So lässt sich auch die Intensität des Fluoreszenzsignals messen und einer bestimmten Verschmutzungsstärke zuordnen.
14. Welche Folgen hat unzureichende Sauberkeit?
Antwort: Mangelnde Sauberkeit kann zu verschiedenen Problemen führen, zum Beispiel:
Mechanische Beeinträchtigungen: Größere Partikel können sich in engen Spalten ablagern oder Ventile, Düsen und Lager blockieren. Das führt zu Funktionsstörungen oder erhöhtem Verschleiß beweglicher Teile. Abrasive Partikel (wie z.B. Schleifstaub) wirken wie Schleifpapier und verursachen zusätzlichen Materialabrieb und frühzeitige Schäden.
Elektrische Probleme: Leitfähige Metallpartikel (z. B. kleine Späne) können in elektronischen Baugruppen Kurzschlüsse auslösen oder die Isolationsabstände verringern. Dadurch besteht die Gefahr von Elektronikdefekten bis hin zum Komplettausfall eines Geräts.
Qualitäts- und Funktionsverlust: Verunreinigungen auf empfindlichen Oberflächen können die Leistung des Produkts mindern. Zum Beispiel führen Partikel auf optischen Komponenten (Kamerasensoren, Linsen) zu unscharfen Bildern oder Fehlmessungen. Ebenso können dünne Öl- oder Fettschichten dazu führen, dass Lacke, Beschichtungen oder Klebstoffe nicht richtig haften.
15. Wie kann man technische Sauberkeit in der Produktion sicherstellen?
Es gibt eine Reihe von Maßnahmen, um ein hohes Sauberkeitsniveau im Produktionsprozess zu gewährleisten.
Saubere Fertigungsumgebung: Einrichtung von Rein- oder Sauberzonen in der Produktion, um Partikeleintrag aus der Umgebung zu reduzieren. Zum Beispiel kann man getrennte Bereiche für schmutzige und saubere Prozesse definieren und Luftfilter (z. B. HEPA-Filter) einsetzen, die Staub aus der Luft filtern.
Integrierte Reinigungsverfahren: Bauteile sollten während der Fertigung an geeigneten Stellen gereinigt werden (z. B. Waschen oder Spülen nach dem Bearbeiten), damit an den nachfolgenden Montage- oder Prüfstationen keine Altverschmutzungen mehr vorhanden sind.
Schulung und Disziplin: Mitarbeiter werden im richtigen Umgang mit empfindlichen Teilen geschult. Das Tragen von sauberer Arbeitskleidung oder speziellen Handschuhen sowie das Vermeiden unnötiger Berührungen der Bauteile hilft, Verschmutzungen vorzubeugen.
Saubere Lagerung und Verpackung: Gereinigte Teile sollten staubgeschützt gelagert oder sofort in sauberen Behältern/Verpackungen versiegelt werden, damit sie nicht wieder verschmutzen. Spezielle Reinheits-Verpackungen und eine kurze Lagerdauer bis zum Einbau sind ideal.
Wartung der Anlagen: Die Produktionsanlagen und -maschinen selbst müssen sauber gehalten werden. Regelmäßige Wartung (Filterwechsel, Reinigen von Tanks, Ölabscheider leeren etc.) verhindert, dass die Anlage selbst zur Schmutzquelle wird. Zudem sollte geeignetes Werkzeug und Hilfsmaterial (fusselfreie Tücher, gereinigte Behälter) verwendet werden.
16. Wann werden Sauberkeitsanalysen durchgeführt?
Sauberkeitsprüfungen finden an mehreren Punkten im Produktlebenszyklus statt. Typischerweise werden sie bereits bei der Erstbemusterung neuer Teile durchgeführt. Also bevor ein Bauteil in Serie geht, prüft man, ob es die Sauberkeitsvorgaben erfüllt. In der laufenden Fertigung erfolgen Analysen regelmäßig im Rahmen der Qualitätssicherung, zum Beispiel stichprobenartig zur Überwachung der Produktion oder nach bestimmten Fertigungs-Losgrößen. Ebenso sind Wareneingangsprüfungen üblich: Wenn ein Unternehmen Bauteile von Zulieferern bezieht, wird stichprobenhaft geprüft, ob die gelieferten Teile die Sauberkeitsanforderungen einhalten. Zusätzlich kann eine Sauberkeitsanalyse immer dann veranlasst werden, wenn es Auffälligkeiten gibt – zum Beispiel nach Prozessänderungen, bei technischen Problemen im Feld oder wenn ein Verdacht auf Verunreinigung besteht.
17. Was sind häufige Fehlerquellen bei Sauberkeitsanalysen?
Bei der Durchführung von Sauberkeitsanalysen kann einiges schiefgehen. Häufige Fehlerquellen sind zum Beispiel:
Verunreinigung während der Probenahme: Wenn die Prüfumgebung oder das Werkzeug nicht sauber sind, gelangen fremde Partikel auf den Filter. Das führt zu erhöhten Partikelzahlen, die vom Bauteil eigentlich gar nicht stammen. Deshalb müssen Analysen oft in Reinraumumgebung oder unter einer Reinluftwerkbank stattfinden, und alle Geräte (Pinzetten, Behälter) müssen absolut sauber sein.
Unsachgemäßer Umgang mit dem Filter: Die Filtermembran, auf der die Partikel gesammelt werden, ist empfindlich. Berührt man sie mit bloßen Fingern oder nutzt unreine Hilfsmittel, können Fasern, Hautpartikel oder Fett darauf übertragen werden. Solche externen Verschmutzungen verfälschen das Ergebnis.
Probenvertauschung oder Fehlbeschriftung: Wenn mehrere Teile geprüft werden, kann es bei mangelnder Sorgfalt passieren, dass Filter oder Proben vertauscht oder falsch etikettiert werden. Das führt dann zu falschen Zuordnungen von Ergebnissen zu Bauteilen. Strikte Kennzeichnung und Dokumentation sind daher wichtig.
Ungeeignete Prüfparameter: Wird das falsche Extraktionsverfahren gewählt oder zu kurz/exzessiv gespült, können Partikel entweder nicht vollständig abgelöst werden oder es werden unnötig Partikel erzeugt. Auch die Wahl eines ungeeigneten Lösungsmittels kann problematisch sein (z.B. wenn es Rückstände hinterlässt). Solche Fehler führen dazu, dass die gemessenen Werte nicht der Realität entsprechen.
Fehlinterpretation der Ergebnisse: Die Auswertung der Filter erfordert etwas Erfahrung. Automatische Partikelzählsysteme unterscheiden z.B. nach Reflexion helle (metallische) und dunkle Partikel – hierbei könnten Fasern unter Umständen falsch klassifiziert werden. Ebenso muss der Bediener die Ergebnisse (Partikelanzahlen/-größen) im Kontext bewerten können. Fehler in der Interpretation können fälschlich Alarm schlagen oder echte Probleme übersehen.
18. Worin unterscheiden sich High Purity-Anforderungen von normaler technischer Sauberkeit?
High Purity-Anforderungen gehen in mehreren Punkten über die normale technische Sauberkeit hinaus.
In High Purity-Bereichen müssen oft auch extrem kleine Partikel entfernt werden, teils bis in den Submikrometer-Bereich. Die übliche technische Sauberkeit konzentriert sich dagegen meist auf Partikel im zweistelligen und dreistelligen Mikrometerbereich (µm). Außerdem wird in High Purity-Prozessen verlangt, dass praktisch keinerlei filmische Rückstände wie Öle, Fette oder andere Chemikalien auf den Teilen verbleiben. In der normalen Produktion stehen dagegen meist Partikel im Fokus; minimale Ölfilme werden dort bis zu einem gewissen Grad toleriert, solange sie die Funktion nicht stören. Ein weiterer gewichtiger Unterschied ist die Umgebung. High Purity-Fertigung findet fast immer in Reinräumen oder reinen Umgebungen statt. Die Luft dort wird gefiltert (HEPA-Filter) und Druckverhältnisse werden kontrolliert, um Partikeleintrag zu vermeiden. In der üblichen Fertigung werden zwar Reinheitszonen eingerichtet, aber nicht unbedingt komplette Reinräume mit strikter Partikelklassifizierung.
Auch der Prüfaufwand ist deutlich umfassender. Es werden oft zusätzliche Analyseverfahren eingesetzt, um verbliebene Spuren aufzudecken – etwa chemische Analysen auf organische Rückstände oder Partikelmessungen weit unterhalb der sonst üblichen Größenbereiche. Die Grenzwerte sind zudem viel strenger, d.h. erlaubt ist oft nahezu “null” an tolerierter Verunreinigung.
19. Wie stellt man in High Purity-Bereichen die Sauberkeit sicher oder prüft sie?
In High Purity-Produktionsbereichen gelten äußerst strenge Kontrollen über den gesamten Prozess. Neben der normalen Partikelanalyse werden in High Purity-Bereichen zusätzliche Tests durchgeführt. Häufig wird der organische Rückstand auf Bauteilen überwacht, z.B. durch Messung des Gesamtkohlenstoffgehalts (TOC-Analyse) im Reinigungsmedium. Auch werden Partikel teils mit noch empfindlicheren Zählsystemen erfasst (Laserpartikelzähler), um selbst Nanopartikel nachweisen zu können. Diese Prüfungen erfolgen selbstverständlich ebenfalls unter Reinraumbedingungen.
Jeder Prozessschritt wird darauf ausgelegt, Kontamination zu vermeiden. Bauteile durchlaufen Schleusen zwischen Grauraum und Reinraum, sodass sie nur sauber in den Reinraum gelangen. Zwischenbearbeitungen werden in geschlossenen Systemen durchgeführt, und bis zur Endmontage/Verpackung bleiben die Teile in sauberen Behältern. Zudem werden regelmäßige Audits und Monitoring (z.B. Luftpartikelmessungen im Reinraum) durchgeführt, um die Reinheit des Umfelds ständig zu überprüfen.
I. Handling und Werkstückträger
1. Warum ist gutes Handling in der Bauteilreinigung wichtig?
Eine sorgfältige Handhabung der Bauteile und Werkstückträger ist entscheidend, um Schäden und Verunreinigungen zu vermeiden. Werden Teile unsachgemäß bewegt oder nicht sicher fixiert, können sie aneinanderstoßen und Kratzer oder andere Beschädigungen erleiden. Gutes Handling sorgt außerdem dafür, dass das Reinigungsmedium alle Oberflächen erreicht und Schmutz gründlich entfernt wird. Darüber hinaus ermöglicht ein durchdachtes Handling, mehrere Teile gleichzeitig effizient zu reinigen, was Zeit spart und die Produktivität erhöht.
2. Was ist ein Werkstückträger und wofür wird er verwendet?
Ein Werkstückträger ist eine Haltevorrichtung (oft ein Gestell oder Korb), in der Bauteile während der Reinigung sicher untergebracht sind. Darin können die Werkstücke fixiert, transportiert, gereinigt und sogar gelagert werden. Der Träger sorgt dafür, dass die Teile im Reinigungsprozess nicht lose umherfallen oder verrutschen. Oft werden Werkstückträger so konzipiert, dass man die Bauteile nach der Reinigung nicht noch einmal umpacken muss. Das heißt, sie dienen vom Warentransport bis zur Lagerung als „Behälter“ für die Teile und sparen dadurch Zeit und Aufwand.
3. Sind Werkstückträger in allen gängigen Reinigungsverfahren einsetzbar?
Ja, grundsätzlich lassen sich passende Werkstückträger für alle üblichen Reinigungsverfahren nutzen. Ein offen gestalteter und durchdachter Werkstückträger gewährleistet, dass Reinigungsflüssigkeiten und -mechanismen (z.B. Düsenstrahl oder Ultraschall) jede Stelle der Bauteile erreichen. Wichtig ist, dass das Trägermaterial zum jeweiligen Verfahren passt: Ein Standardträger aus Edelstahl kann sowohl in wässrigen Reinigungslösungen als auch in Lösemittelbädern eingesetzt werden und hält auch den Schwingungen im Ultraschall stand. Nach dem Waschschritt bleiben die Teile im selben Träger, etwa für Spülprozesse und die Trocknung. Daher muss der Werkstückträger auch anschließende Schritte wie eine Vakuumtrocknung temperatur- und drucktechnisch überstehen. Selbst in High-Purity-Reinigungsprozessen (für höchste Reinheitsanforderungen) kommen Werkstückträger zum Einsatz – hier werden allerdings oft besonders reine und ausgasungsarme Materialien verwendet, um Kontaminationen auszuschließen.
4. Worauf kommt es bei der Materialauswahl für Werkstückträger an?
Bei der Materialwahl stehen Beständigkeit und Schonung der Bauteile im Vordergrund. Sehr häufig werden Werkstückträger aus rostfreiem, teils elektropoliertem Edelstahl gefertigt, da dieses Material mechanisch robust ist und den chemischen Belastungen in allen gängigen Reinigungsmedien standhält. Eine Alternative sind Kunststoff-Werkstückträger. Hochwertige Kunststoffe sind leichter als Metall und verhindern Kratzer an empfindlichen Teilen. Entscheidend ist, dass der gewählte Kunststoff die Temperaturen und Chemikalien des Reinigungsprozesses aushält. Generell sollte das Material korrosionsfest, langlebig und frei von Substanzen sein, die die Bauteile verunreinigen könnten (etwa kein Silikon oder fasrige Anhaftungen). Auch das Gewicht spielt eine Rolle: Ein leichterer Träger ist im Handling vorteilhaft, muss aber trotzdem stabil genug für die Teile und den Prozess sein.
5. Worauf muss man bei der Gestaltung eines Werkstückträgers achten?
Gute Werkstückträger sind so konstruiert, dass sie die Reinigung unterstützen und die Werkstücke sicher halten. Wichtig ist eine möglichst offene Bauweise ohne versteckte Ecken: Das Reinigungsmedium soll von allen Seiten ungehindert an die Teile gelangen können. Deshalb vermeidet man Flächen oder Hohlräume, in denen sich Flüssigkeit sammeln oder Schmutz ablagern könnte. Die Auflagepunkte für die Bauteile werden auf ein Minimum reduziert, um Kontaktstellen und „Schattenbereiche“ bei der Reinigung zu verringern. Gleichzeitig müssen die Werkstücke fest fixiert sein, damit sie sich während des Waschprozesses nicht lösen oder aneinanderstoßen. Zudem werden Maße und Form des Trägers an die Reinigungsanlage angepasst, damit er leicht einsetzbar ist und optimal im Reinigungsraum platziert werden kann.
6. Wie werden Werkstückträger beschriftet oder gekennzeichnet?
Werkstückträger erhalten in der Regel eine dauerhafte Kennzeichnung, um sie eindeutig identifizieren zu können. Oft werden Nummern, Codes oder Firmenlogos direkt auf dem Träger angebracht. Bei Metallträgern geschieht dies bspw. mittels Lasergravur oder Schlagprägen, bei Kunststoffträgern durch Prägung oder beständige Etiketten. Alternativ kommen auch Barcode- oder RFID-Etiketten zum Einsatz, die speziell für den Industrieeinsatz (wasserfest, chemikalienbeständig) ausgelegt sind. Wichtig ist, dass die Kennzeichnung gut lesbar bleibt und über die gesamte Lebensdauer des Trägers hält, um Verwechslungen zu vermeiden.
7. Wie lassen sich Werkstückträger automatisiert handhaben?
In modernen Produktionsumgebungen werden Werkstückträger häufig automatisch transportiert und gehandhabt. Reinigungsanlagen sind oft mit Fördersystemen oder Robotern ausgestattet, die beladene Träger durch die verschiedenen Reinigungs- und Trocknungsstationen bewegen. Damit Roboter oder Handhabungsgeräte einen Träger sicher greifen können, ist dieser entsprechend konstruiert, etwa mit genormten Griffkanten, Aufnahmepunkten oder einer Form, die in Automatisierungssysteme passt. Häufig orientieren sich die Abmessungen von Werkstückträgern an Standardgrößen (z.B. an gängigen Warenkorb- oder Palettenmaßen), sodass sie problemlos von automatischen Systemen gehandhabt werden können. Werden Barcode- oder RFID-Etiketten verwendet, kann die Reinigungsanlage auch automatisiert unterschiedliche Reinigungsprogramme auswählen.
8. Wie kann die Rückverfolgbarkeit der gereinigten Teile sichergestellt werden?
Rückverfolgbarkeit (Traceability) bedeutet, jeden Reinigungsvorgang einem spezifischen Teil oder einer Charge zuordnen zu können. Dies wird erreicht, indem Werkstückträger und Reinigungschargen eindeutig gekennzeichnet und die Prozessdaten dokumentiert werden. In der Praxis erhält jeder Werkstückträger bzw. jede Charge eine ID – zum Beispiel in Form einer Nummer, eines Barcodes oder eines RFID-Chips –, die vom System erfasst wird. Während des Reinigungsprozesses und danach speichert die Anlage relevante Informationen: welche Teile (oder Chargen) in welchem Träger waren, wann und in welchem Programm sie gereinigt wurden, sowie die wichtigsten Prozessparameter. Diese Parameter (etwa Temperaturen, Zeiten, Reinigungsmedien) werden protokolliert und zusammen mit der Teile-ID in einer Datenbank hinterlegt. Auf diese Weise lässt sich lückenlos nachvollziehen, welches Teil welche Behandlung erhalten hat. Treten später Qualitätsprobleme auf, kann man über die Kennung ermitteln, wann und wie das entsprechende Bauteil gereinigt wurde. All diese Maßnahmen stellen sicher, dass die gereinigten Teile rückverfolgbar sind.
9. Benötigt jedes Bauteil einen eigenen Werkstückträger?
Nicht zwangsläufig; es gibt sowohl universell einsetzbare als auch teilespezifische Werkstückträger. Für relativ einfache oder robuste Teile kann man oft Standard-Reinigungskörbe (bspw. Schäfer-Körbe) oder modulare Träger verwenden, die sich an unterschiedliche Werkstücke anpassen lassen. Einige Systeme arbeiten mit anpassbaren Einsätzen: Auf einer Grundplatte können variable Haltepins und Fachteiler so positioniert werden, dass verschiedene Bauteilgeometrien fixiert werden können. Damit lässt sich ein Träger für mehrere Teiltypen nutzen, was insbesondere bei wechselnden Produkten oder kleinen Stückzahlen wirtschaftlich ist. Bei sehr empfindlichen, hochpräzisen oder komplex geformten Bauteilen hingegen ist ein individuell entwickelter Werkstückträger oft sinnvoll
J. High Purity Reinigung
1. Was bedeutet High Purity Reinigung?
High Purity Reinigung bezeichnet eine Bauteilreinigung mit extrem hohen Reinheitsanforderungen. Eine allgemeingültige Definition gibt es nicht, die genauen Vorgaben unterscheiden sich je nach Branche und Unternehmen. Im Kern geht es darum, eine sehr hohe Bauteilsauberkeit zu erreichen. Typische High Purity Branchen sind bspw. die Halbleiterproduktionstechnik, die Ultrahochvakuumindustrie und die optische Industrie. Dabei wird nicht nur der eigentliche Reinigungsprozess betrachtet, sondern die gesamte Prozesskette und Umgebung darauf ausgerichtet, Kontamination zu minimieren. High Purity Reinigung wird oft gleichbedeutend mit Begriffen wie Feinst- oder Präzisionsreinigung verwendet, zielt aber auf noch höhere Sauberkeitsstufen ab.
2. Warum ist High Purity Reinigung wichtig und wo wird sie eingesetzt?
In Hightech-Branchen wie der Halbleiterfertigung, Optik, Luft- und Raumfahrt sowie Medizin- und Pharmatechnik steigen die Ansprüche an die Sauberkeit von Bauteilen stetig. Winzige Verunreinigungen können hier gravierende Folgen haben. High Purity Reinigung stellt sicher, dass Bauteile so sauber sind, wie es die kritische Anwendung erfordert. In der Halbleiterindustrie etwa müssen Komponenten für EUV-Lithografie absolut partikel- und rückstandsfrei sein, damit die Herstellung von Chips reibungslos funktioniert. In der Medizintechnik wiederum verhindert hohe Reinheit, dass irgendwelche Fremdstoffe in empfindliche Geräte oder den Patienten gelangen.
3. Worin unterscheidet sich High Purity Reinigung von normaler technischer Sauberkeit?
Technische Sauberkeit (etwa nach VDA 19) konzentriert sich meist auf das Entfernen von Partikeln im zweistelligen und dreistelligen Mikrometerbereich, um die Funktion von Baugruppen nicht zu gefährden. High Purity Reinigung geht deutlich darüber hinaus. Hier werden viel kleinere Partikelgrößen berücksichtigt bis zu 0,5 µm und auch chemische Filme oder molekulare Rückstände dürfen praktisch nicht mehr vorhanden sein. Zudem kommen in High Purity-Bereichen zusätzliche Anforderungen ins Spiel: Zum Beispiel müssen in der Halbleiter- und Vakuumtechnik bestimmte ausgasende Substanzen (HIO-Stoffe, Hydrogen Induced Outgassing) komplett vermieden werden, da schon geringste Mengen im Vakuum Probleme verursachen könnten. Solche Ausgasungs-Themen oder extrem niedrige Grenzwerte für organische Rückstände spielen bei einer gewöhnlichen Bauteilreinigung normalerweise keine Rolle. Zusammengefasst unterscheidet sich High Purity Reinigung durch weit strengere Grenzwerte, kleinere tolerierte Partikel und den Fokus auf absolute Rückstandsfreiheit von der üblichen technischen Sauberkeit.
4. Welche Reinigungsprozesse und Reinigungschemikalien werden für High Purity eingesetzt?
High Purity erfordert oft mehrstufige Reinigungsprozesse. Gängig sind Nassverfahren wie Kammerreinigungsanlagen oder Mehrbad-Ultraschallanlagen, in denen die Teile über mehrere Stufen gereinigt und gespült werde. Dabei können unterschiedliche Verfahrenstechniken kombiniert werden. Für Spezialfälle kommen Trockentechnologien zum Einsatz, etwa die CO₂-Schneestrahlreinigung. Auch das Ausheizen im Vakuum (Vacuum-Bake-out) ist üblich, um letzte flüchtige Verunreinigungen zu entfernen. Welche Technik gewählt wird, hängt von der geforderten Sauberkeit, der Art der Verschmutzung sowie Material und Geometrie des Bauteils ab. Oft ergibt die optimale Lösung eine Kombination mehrerer Verfahren, um alle Anforderungen zu erfüllen.
Genauso wichtig wie der Prozess ist die Reinigungschemie. Zum Einsatz kommen entweder hochreine wässrige Reiniger oder Lösemittel. Wässrige Reiniger im High Purity-Bereich haben eine spezielle Formel. Sie sollen die letzten haftenden Verunreinigungen entfernen, dabei aber keinerlei neue Rückstände auf der Oberfläche hinterlassen. Das bedeutet, solche Reiniger müssen besonders gut abspülbar sein. Generell hat daher das Spülen einen deutlich höheren Stellenwert als in normalen Reinigungsprozessen. So verfügen Anlagen über mehrere Spülstufen, und es wird strikt darauf geachtet, kein Schmutz von einem Bad ins nächste zu übertragen. Zudem werden nur Reinigungsmedien ohne unerwünschte Zusätze verwendet: So dürfen etwa keine HIO-Elemente im Reiniger enthalten sein, um Kreuzkontaminationen auszuschließen. Oder die HIO-Elemente im Reiniger müssen rückstandsfrei abspülbar sein. Insgesamt sind Reinigungsprozesse und -chemie im High Purity-Bereich optimal aufeinander abgestimmt, um höchste Sauberkeit ohne Rückstände zu erzielen.
5. Welche besonderen Anforderungen werden an die Reinigungsanlagen und verwendeten Materialien gestellt?
Die Anlagentechnik für High Purity Reinigung muss speziell ausgelegt sein, um selbst kleinste Verunreinigungen auszuschließen. Alle Werkstoffe der Anlage, etwa die Stähle in Tanks, Rohrleitungen oder Halterungen, Dichtungsmaterialien etc., müssen so gewählt sein, dass sie nicht selbst Partikel oder Verunreinigungen abgeben. Oft kommen hochwertige Edelstahllegierungen und glatte Oberflächen zum Einsatz, die keine Partikel freisetzen und sich leicht reinigen lassen. Konstruktive Details sind ebenfalls wichtig: Schweißnähte, scharfe Ecken oder Toträume, in denen sich Schmutz sammeln könnte, werden möglichst vermieden oder speziell bearbeitet. Eine High Purity-Anlage ist im Inneren so gestaltet, dass alle benetzten Flächen leicht zu säubern sind und keine versteckten Ablagerungen entstehen.
Darüber hinaus müssen die Anlagen sehr flexibel und leistungsfähig sein, denn oft müssen unterschiedliche Materialien und komplexe Bauteilgeometrien gereinigt werden. Von empfindlichen Kunststoffen über Metalle bis zu Keramik oder Glas. Die Anlage und das Reinigungsverfahren müssen an das jeweilige Bauteil angepasst werden können. Moderne Mehrbad-Ultraschallanlagen oder Mehrtank-Kammeranlagen etwa erlauben durch modulare Reinigungs- und Spülstationen die Anpassung an eine große Materialvielfalt und verschiedene Sauberkeitsspezifikationen.
6. Wie werden Bauteile in High Purity-Prozessen gespült und getrocknet?
Spülen hat im High Purity-Prozess einen sehr hohen Stellenwert. Nachdem Reiniger und gelöste Verschmutzungen entfernt wurden, erfolgen meist mehrere Spülstufen hintereinander, um wirklich alle Rückstände abzuspülen. Dabei wird oft mit reinem Wasser gearbeitet, bspw. VE-Wasser oder Reinstwasser (UPW). Die Wasserqualität ist entscheidend, da normales Stadtwasser zu viele Ionen oder Partikel hätte. In komplexen Anlagen sind die Spülbäder in Kaskaden angeordnet: Das Bauteil durchläuft z.B. von einer groben Spülung hin zu immer reineren Spülschritten, ohne dass Wasser vom schmutzigeren in den reineren Bereich verschleppt wird. Zwischen den Stufen kann zusätzlich mit Ultraschall in Reinstwasser gearbeitet werden, um noch anhaftende Partikel zu lösen. Manche Prozesse nutzen am Ende auch einen Überlauf-Spülschritt oder Sprühspülen mit Reinstwasser, damit wirklich alle Fremdstoffe entfernt sind.
Das Trocknen der Bauteile erfolgt möglichst schonend und partikelfrei. Gängig sind kontaktlose Trocknungsverfahren wie etwa Vakuumtrocknung oder Trocknung mit heißer, HEPA-filtrierter Reinluft. Beim Vakuumtrocknen werden die Teile in einer Kammer unter Unterdruck gestellt, sodass verbliebenes Wasser bei niedrigerer Temperatur verdampft. Dadurch trocknet das Bauteil rückstandsfrei und ohne Wasserflecken. Alternativ oder ergänzend wird gereinigte Heißluft eingesetzt, oft über HEPA-gefilterte Umluft, um Partikeleintrag zu verhindern. In manchen Fällen kommt Infrarottrocknung zum Einsatz, die Oberflächen zügig erhitzt und das Wasser verdunsten lässt. Wichtig ist, dass beim Trocknen keine neuen Verunreinigungen auf das Teil gelangen. Deshalb sind Trocknungskammern oft in den Reinigungsanlagen integriert oder direkt mit dem Reinraum verbunden. Nach dem Trocknen sind die Bauteile sofort bereit für die Reinraum-Verpackung, ohne je wieder ungereinigter Umgebungsluft ausgesetzt zu werden.
7. Wie werden gereinigte High Purity-Bauteile verpackt und gelagert?
Nach der Reinigung müssen Bauteile so verpackt werden, dass sie ihre Reinheit bis zur Verwendung behalten. In der Praxis bedeutet das: Die Verpackung erfolgt in einer sauberen Umgebung (Reinraum oder Reinraumschleuse) unmittelbar nach dem Trocknen. Typischerweise werden speziell gereinigte, luftdichte Beutel oder Folien verwendet, die keine Partikel freisetzen und nicht ausgasen. Bauteile werden oft doppelt oder dreifach verpackt (“double bagging”), um eine Kontaminationsbarriere zu schaffen. Zum Beispiel wird das Teil zunächst in einem antistatischen Reinraumbeutel verschweißt,
8. Wie wird die erreichte Reinheit geprüft? (Prüfmethoden wie TOC, Restgasanalyse, XPS)
Um nachzuweisen, dass ein Bauteil die geforderte Reinheit erreicht hat, kommen verschiedene Prüfmethoden zum Einsatz, je nachdem, welche Art von Verunreinigung relevant ist:
Partikelmessung (PMC): Hier wird geprüft, wie viele Partikel welcher Größe noch auf dem Teil vorhanden sind. Oft geschieht dies, indem das Bauteil mit einer definierten Flüssigkeit abgespült oder ultraschallbadet wird. Die Flüssigkeit wird dann filtriert und der Filter unter dem Mikroskop oder mit automatischen Partikelzählern ausgewertet. Eine andere Variante, die vor allem in der Halbleiterproduktionstechnik zum Einsatz kommt, ist PMC (Particle Measurement Card). PMC fungiert wie ein tape-lift-Sampler: Er nimmt Partikel von der Oberfläche auf, auch bei unebenen oder kurvigen Teilen, ohne Rückstände zu hinterlassen oder die Oberfläche zu beschädigen. Der bereitgestellte Sampler wird in den Sample Scanner eingelegt. Dort erfolgt eine hochauflösende Bildanalyse in Sekunden. Der Scanner detektiert Partikel ab 0,5 µm, teilt sie nach Größe, Position und Anzahl ein und liefert die Daten quantitativ aus. Auch eine visuelle Inspektion unter UV-Licht wird genutzt. organische Rückstände fluoreszieren häufig und können so erkannt werden.
TOC-Messung (Total Organic Carbon): Diese Methode erfasst den Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff, also organische Rückstände, in dem verwendeten Medium. Ein niedriger TOC-Wert bedeutet, dass kaum organische Verunreinigungen vorhanden sind. In strengen Fällen liegen die TOC-Grenzwerte im ppb-Bereich (parts per billion). Zum Beispiel kann gefordert sein, dass der TOC unter 100 ppb liegt, tatsächlich lassen sich mit der richtigen Wasseraufbereitung in High Purity Prozessen Werte unter 1 ppb erzielen.
Restgasanalyse (RGA): Diese Prüfung ist speziell für Vakuum-Anwendungen wichtig. Das gereinigte Bauteil wird in eine Vakuumkammer gelegt und schrittweise erwärmt. Ein Massenspektrometer überwacht dabei, welche Gase aus dem Bauteil austreten. So erkennt man ausgasende Stoffe wie Lösungsmittelreste, Feuchtigkeit oder andere flüchtige Verbindungen. Die RGA liefert zum Beispiel einen Wert für die Ausgasungsrate und zeigt, ob kritische Stoffe (wie z.B. Silikone oder Halogene) noch freigesetzt werden. Einige Hersteller verlangen den Nachweis, dass die Ausgasungsrate einen bestimmten Wert nicht überschreitet.
XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy): XPS ist ein hochauflösendes Oberflächenanalyse-Verfahren. Dabei wird die oberste atomare Schicht der Bauteiloberfläche mit Röntgenstrahlen untersucht, um herauszufinden, welche Elemente und chemischen Bindungen vorhanden sind. Mit XPS lässt sich quantitativ überprüfen, ob beispielsweise noch Silikonöl-Rückstände, Salzablagerungen oder Metallspuren auf der Oberfläche sind. Diese Methode wird häufig eingesetzt, um die Wirksamkeit eines Reinigungsprozesses zu validieren. XPS-Analysen sind aufwendig und erfordern Laborgeräte, liefern aber sehr genaue Informationen darüber, ob die chemische Sauberkeit eines Bauteils erfüllt ist.
In der Praxis wird oft eine Kombination dieser Prüfungen genutzt. Zusätzlich verlangen viele Kunden ein Reinigungszertifikat oder Protokoll vom Lieferanten, in dem die Ergebnisse (z.B. Partikelanzahl, TOC-Wert, usw.) dokumentiert sind. Durch solche Prüfmethoden kann die Einhaltung der High Purity-Anforderungen objektiv belegt werden.
9. Wie lassen sich Kontaminationsrisiken in High Purity-Prozessen minimieren?
Die Vermeidung von Rekontamination hat oberste Priorität. Deshalb wird bereits vor der eigentlichen Reinigung angesetzt. Alle vorgelagerten Fertigungsschritte müssen möglichst sauber ablaufen. Beispielsweise sollte beim Zerspanen darauf geachtet werden, dass keine schwer entfernbaren Rückstände ins Material eingearbeitet werden. Die gesamte Fertigungskette muss das Sauberkeitsziel unterstützen. Während und nach der Reinigung trennt man strikt zwischen "schmutzigen" und "reinen" Bereichen. Eine physische Trennung der Arbeitsbereiche verhindert Kreuzkontaminationen. Gereinigte Teile dürfen nicht wieder in Kontakt mit der Rohteil-Umgebung kommen.
Auch das Teilehandling ist genau geregelt: Mitarbeiter tragen Handschuhe, Haarnetz, ggf. Reinraumanzug, um keine Partikel oder Hautfette einzubringen. Bauteile werden nach der Reinigung nur noch mit sauberen Werkzeugen und unter reinen Bedingungen bewegt. Oft werden sie direkt in einen Reinraum übergeben – etwa durch eine Schleuse von der Reinigungsanlage in den Reinraum.. Dort erfolgen Kontrolle und Verpackung, ohne dass die Teile zwischendurch exponiert werden. Luftfilteranlagen sorgen dafür, dass in der Umgebungsluft kaum Partikel vorhanden sind, und es wird Überdruck gehalten, damit kein Staub von außen eindringt.
10. Welche Anforderungen gelten an Mitarbeiter und Arbeitsumgebung bei High Purity Reinigung?
Mitarbeiter in High Purity-Bereichen müssen besonders sorgfältig arbeiten und erhalten dafür spezifische Schulungen. Sie tragen geeignete Reinraumkleidung: Je nach Reinheitsgrad gehören dazu Ganzkörperanzüge, Überschuhe, Hauben, Mund-Nasen-Schutz und natürlich partikelfreie Handschuhe. Wichtig ist, dass die Kleidung selbst kaum Fasern abgibt (Spezialgewebe) und regelmäßig gereinigt wird. Die Mitarbeiter lernen Verhaltensregeln, z.B keine fusselnde Materialien mit in den Reinraum zu nehmen und Werkzeuge vor Gebrauch zu reinigen. Oft gibt es Checklisten zu Vorgaben.
Die Arbeitsumgebung ist in der Regel ein kontrollierter Reinraum oder zumindest ein Sauberraum. Reinräume sind klassifiziert nach ISO 14644 (Klasse 1 bis 9) oder ähnlichen Standards. In High Purity-Fällen nutzt man häufig sehr reine Reinräume, z.B. ISO-Klasse 5 oder 6, je nach Erfordernis. Die Reinraumklasse wird anhand der benötigten Oberflächenreinheitsklasse festgelegt, ist also an die erlaubte Partikelkonzentration auf den Bauteilen gekoppelt. Im Reinraum sorgen HEPA-/ULPA-Filter für partikelarme Luft, es herrscht ein leichter Überdruck und die Temperatur sowie Luftfeuchte sind oft konstant gehalten, um stabile Bedingungen zu garantieren.
Auch regelmäßige Reinigungen des Reinraums (Wischen der Flächen mit geeigneten Tüchern, Klebefußmatten an Eingängen, etc.) und Monitoring (Partikelzähler, Keimproben) gehören zu den Anforderungen. Zusammengefasst muss sowohl der Mensch als auch die Umgebung „mitspielen“: Disziplin, Schulung und Reinraumtechnik bilden den Rahmen, damit High Purity-Reinigung erfolgreich sein kann.
11. Was ist bei der Logistik von High Purity-gereinigten Teilen zu beachten?
Die Logistik – also Transport und Lagerung – von gereinigten Teilen muss so gestaltet sein, dass keine neue Verunreinigung (Rekontamination) auftritt. Innerbetrieblich bedeutet das: Nachdem Teile gereinigt und verpackt wurden, dürfen sie nur noch in definierten sauberen Behältern bewegt werden. Oft werden hierfür spezielle Transportboxen oder -wägen verwendet. Diese Behälter sind gekennzeichnet und bleiben ausschließlich den gereinigten Teilen vorbehalten, um Verwechslungen auszuschließen.
Auch die Kennzeichnung und Dokumentation entlang der Lieferkette ist wichtig. Jedes High Purity-Teil bekommt meist ein Label mit Angaben wie der Reinheitsklasse, dem Datum der Reinigung, Chargennummer und Hinweisen („Nicht öffnen außerhalb Reinraum“, etc.). In den Versandpapieren oder der technischen Produktdokumentation wird auf die besonderen Sauberkeitsanforderungen hingewiesen, damit alle Stellen, vom Logistikpersonal bis zum Endnutzer, informiert sind. Schließlich sollte die Lagerdauer nicht unnötig lange sein: Auch durch dichte Verpackungen kann über sehr lange Zeit kleinste Diffusion oder Alterung passieren, daher versucht man, die Zeit zwischen Reinigung und Endmontage möglichst kurz zu halten. Insgesamt erfordert die Logistik von High Purity-Komponenten eine lückenlose Sorgfalt, damit die aufwändig erzielte Sauberkeit nicht verloren geht.
12. Wie werden Reinheitsanforderungen in der Lieferkette kommuniziert (z.B. GSA, TPD)?
Üblicherweise werden die Sauberkeitsanforderungen bereits in den technischen Unterlagen für ein Bauteil festgelegt. In Zeichnungen oder Lastenheften findet sich dann ein Hinweis auf die erforderliche Reinheit, oft mit Verweis auf eine spezifische Reinheitsspezifikation. Die Technische Produktdokumentation (TPD) eines Teils enthält solche Angaben, damit jeder Lieferant weiß, welches Niveau erreicht werden muss. Viele Unternehmen haben interne Werksnormen oder Sauberkeitsklassen, die sie ihren Zulieferern vorgeben. Häufig sind diese an ISO-Normen angelehnt oder lehnen sich an Branchenstandards an, werden aber firmenspezifisch definiert.
Begriffe wie GSA können je nach Kontext Verschiedenes bedeuten – oft handelt es sich um Abkürzungen für Vereinbarungen oder Standards. Zum Beispiel könnte GSA für „GENERIC STANDARD OF ASML“, in der zwischen Kunde und Lieferant allgemeine Sauberkeitskriterien festgelegt sind. Wichtig ist in jedem Fall, dass eine konkrete Sauberkeitsspezifikation existiert, aus der hervorgeht: Welche Partikelgröße/-anzahl ist maximal erlaubt? Welche Rückstände sind verboten? Wie wird geprüft und nach welchem Standard? Diese Informationen werden in der Lieferkette weitergegeben – vom Endkunden zum Tier-1-Lieferanten bis hinunter zum Reinigungsdienstleister (Clean Service Provider). Oft fordert der Kunde einen Nachweis (Messbericht, Zertifikat) pro Charge, um sicherzugehen, dass der Lieferant die Vorgaben einhält.
13. Was bedeuten Reinheitsklassen wie "Grade 1" oder "ORK 1" im High Purity-Kontext?
Reinheitsklassen sind Kategorisierungen der Sauberkeit, die oft unternehmens- oder branchenspezifisch definiert sind. Beispielsweise sprechen einige Hersteller wie ASML von Grade 4 bis Grade 1 Reinigung. Hier ist Grade 1 die höchste Sauberkeitsstufe und Grade 4 eine niedrigere Stufe- Häufig hängen die Reinheitsklassen damit zusammen, in welche Umgebungen die Bauteile später verwendet werden. So werden Bauteile, die nach ASML Grade 1 gereinigt werden bspw. in der Haupt- /Vakuumkammer eine EUV-Maschine verbaut.
ORK steht für "Oberflächenreinheitsklasse". Das ist eine Klassifizierung, die vor allem die partikuläre Sauberkeit auf einer Oberfläche beschreibt. Eine niedrige ORK-Nummer bedeutet hierbei sehr sauber. Zum Beispiel entspricht ORK 1 einer extrem hohen Oberflächenreinheit, höhere Zahlen (bspw. ORK 5) wären entsprechend weniger strikt. In der Praxis sind ORK-Klassen häufig an Normen angelehnt, etwa an ISO Normen oder an firmenspezifische Standards.
14. Sollten Unternehmen High Purity Reinigung selbst durchführen oder an Spezialisten auslagern?
Das hängt von mehreren Faktoren ab, insbesondere vom Bedarfsumfang, dem vorhandenen Know-how und den Investitionsmöglichkeiten. High Purity Reinigung erfordert hohe Anfangsinvestitionen (Anlagen, Reinräume, Messtechnik) und Spezialwissen. Für Unternehmen, die nur gelegentlich solche Reinheiten brauchen, ist es oft sinnvoll, einen spezialisierten Dienstleister zu beauftragen. Diese Firmen haben bereits die entsprechende Infrastruktur und Erfahrung, um die anspruchsvollen Prozesse stabil umzusetzen. Man spart sich so die Aufwände für Reinraumaufbau, Mitarbeiterschulung im Detail und laufende Messtechnik-Kalibrierung. Gerade beim Einstieg in High Purity-Anforderungen wird daher empfohlen, mit Dienstleistern zusammenzuarbeiten, zumindest solange, bis das Volumen groß genug ist, um eigene Anlagen wirtschaftlich zu betreiben.
Auf der anderen Seite kann es für große Unternehmen mit kontinuierlichem Bedarf sinnvoll sein, die High Purity Reinigung in-house zu holen. Vorteile: Man hat die volle Kontrolle über den Prozess, kann schneller auf Änderungen reagieren und vermeidet Transportwege (die selbst ein Risiko sein können). Einige Firmen bauen eigene High Purity-Reinigungszentren oder investieren in Maschinen, die sie in bestehende Reinräume integrieren.
15. Wie wirken sich High Purity-Anforderungen auf Kosten und Durchlaufzeiten aus?
High Purity Reinigung ist im Vergleich zu standardmäßigen Reinigungen deutlich aufwändiger, was sich sowohl in den Kosten als auch in den Produktionszeiten bemerkbar macht. Die Prozesse bestehen aus mehreren Stufen (Reinigen, mehrfach Spülen, Trocknen, Prüfungen, Reinraumverpacken) und können daher mehr Zeit pro Teil beanspruchen. Beispielsweise kann ein Reinigungszyklus mit all den Feinspülungen und Vakuumtrocknung viel länger dauern als ein einfaches Entfetten in einer Standardanlage. Auch können aufgrund der Komplexität oft weniger Teile gleichzeitig verarbeitet werden (Chargengrößen sind kleiner), was die Durchlaufzeit pro Teil erhöht.
Auf der Kostenseite schlagen mehrere Punkte zu Buche: High Purity-Anlagen und Reinräume haben hohe Investitions- und Betriebskosten (Klimatisierung, Filterwechsel, Reinstwasser-Aufbereitung etc.). Zudem werden hochreine Chemikalien und Materialien benötigt, die teurer sind als Standardmittel. Personal muss intensiver geschult werden und arbeitet langsamer und sorgfältiger, was die Personalkosten pro Teil steigert. Summiert man das, kann High Purity Reinigung pro Einheit wesentlich teurer sein als eine gewöhnliche Teilereinigung.
Allerdings darf man nicht nur die Prozesskosten isoliert sehen. Bauteilreinigung ist ein qualitäts- und kostenrelevanter Produktionsschritt. Wenn die Sauberkeit nicht stimmt, drohen Ausschuss, Nacharbeit oder Ausfälle im Feld, die weit höhere Kosten verursachen könnten. Daher wird bei High Purity meist in Kauf genommen, dass der Reinigungsprozess teurer ist, weil er einen unverzichtbaren Beitrag zur Produktqualität und -zuverlässigkeit leistet. Viele Unternehmen versuchen, durch Optimierungen die Effizienz zu verbessern: z.B. Automatisierung des Handlings, um die Prozesszeit zu verkürzen, oder Parallelisierung (mehrere Reinigungslinien für verschiedene Baugruppen). Auch neue Technologien, etwa flexible Kammeranlagenkonzepte, können helfen, Zeit und Kosten zu reduzieren. Dennoch bleibt High Purity Reinigung ein Bereich, in dem Qualität vor Geschwindigkeit geht. In der Projektplanung sollte man daher ausreichend Zeitpuffer und Budget für diesen Schritt einplanen, um die hohen Anforderungen kompromisslos erfüllen zu können.
16. Unterscheiden sich die High Purity-Anforderungen je nach Branche (z.B. Halbleiter vs. Medizintechnik)?
Ja, definitiv. Die Kernidee, extreme Sauberkeit, ist zwar allen gemeinsam, aber jede Branche hat ihren Fokus. In der Halbleiterindustrie und generell in der Elektronik/Optik liegt das Hauptaugenmerk auf Partikeln und ausgasenden Stoffen. Hier dürfen beispielsweise überhaupt keine metallischen Partikel oder staubförmigen Rückstände auf Chips oder Optiken gelangen, und Materialien müssen frei von bestimmten Elementen sein, die im Vakuum ausgasen könnten. Das heißt, ein Halbleiter-Zulieferteil muss nicht nur partikelrein, sondern oft auch ultra-hochvakuumrein sein.
In der Medizintechnik und Pharma spielt neben Partikeln vor allem die biologische Sauberkeit eine Rolle. Hier achtet man auf Endotoxinfreiheit, Keimfreiheit (soweit erforderlich) und Biokompatibilität von Rückständen. Ein medizintechnisches Bauteil darf keine zytotoxischen Rückstände haben, damit es im Körper keine Entzündungen oder andere Reaktionen auslöst. Das heißt, zusätzlich zur Partikel- und Filmreinheit werden z.B. Grenzen für Keimbelastung und endotoxische Belastung definiert (die in anderen Branchen keine Rolle spielen). Die Reinigungsmedien müssen oft pharmazeutisch zugelassen sein, und manchmal folgt auf die High Purity Reinigung noch eine Sterilisation, falls ein steriles Produkt hergestellt wird.
In der Luft- und Raumfahrt sind die Anforderungen ähnlich wie in der Halbleitertechnik: partikel- und filmische Reinheit plus Ausgasungsarmut. Zusätzlich achtet man hier oft auf mole
17. Welche besonderen Wartungs- und Pflegeanforderungen haben High Purity Reinigungsanlagen?
High Purity Reinigungsanlagen müssen selbst in sauberem Zustand gehalten werden, damit sie nicht zur Kontaminationsquelle werden. Das bedeutet zum einen, dass Reinigungsbäder und Chemikalien regelmäßig überwacht und gewechselt werden. Die Bäder (ob wässrig oder Lösemittel) werden nach einer bestimmten Anzahl Chargen oder bei Überschreiten von Messwerten (z.B. Leitfähigkeit des Reinstwassers, TOC-Wert im Bad) ausgetauscht oder aufbereitet. Filtersysteme, bspw. HEPA Filter in der Trocknung, sind in Intervallen zu erneuern, bevor sie gesättigt sind. Viele Anlagen haben automatische Badüberwachungssysteme, die dem Betreiber anzeigen, wann bspw. die Qualität im Spülwasser nicht mehr ausreicht.
Zum anderen erfordern die Anlagen regelmäßige geplante Reinigungen ihrer Komponenten. Tanks, Rohrleitungen und Düsen werden im Wartungsplan beispielsweise mit Reinstwasser oder speziellen Reinigungschemikalien im Kreis gespült (Clean-In-Place), um abgelagerte Rückstände zu entfernen. Manchmal werden Anlagenkomponenten demontiert und manuell im Reinraum gereinigt, insbesondere, wenn sich an Ecken minimaler Schmutz gesammelt haben könnte. Dichtungen und bewegliche Teile müssen nicht nur aus geeignetem Material sein, sondern auch häufiger inspiziert und ausgetauscht werden.
18. Wie läuft ein typischer High Purity Reinigungsprozess ab (Schritte von der Vorreinigung bis zur Verpackung)?
Ein High Purity Reinigungsprozess besteht meist aus mehreren aufeinanderfolgenden Schritten, um schrittweise vom „groben“ Schmutz zur absoluten Feinreinheit zu gelangen:
Vorreinigung: Zunächst werden die Bauteile nach der mechanischen Bearbeitung von gröberer Verschmutzung befreit. Beispielsweise entfernt man Späne, Staub, grobe Partikel und Ölreste durch einen Vorreinigungsschritt. Das kann ein Ultraschallbad mit einem milden Reiniger, eine Spritzreinigung oder auch manuelles Abspülen unter Reinraumbedingungen sein. Ziel ist, dass die Hauptreinigungsanlage nicht mit massiven Verunreinigungen belastet wird.
Hauptreinigung (Feinreinigung): Jetzt kommen die Teile in die eigentliche Reinigungsanlage. Häufig ist das eine automatische Mehrbadanlage im Reinraum oder einem Sauberraum. Dort durchlaufen die Teile nacheinander mehrere Stationen mit Reinigungs- und Spülschritten.
Letzte Spülung: häufig im Overflow-Verfahren mit UPW (Ultra Pure Water) unter Reinraumbedingungen.
Diese Abfolge kann je nach Bauteilkomplexität erweitert werden – z.B. zusätzliche Druckumfluten, Spritzreinigungen.
Trocknung: Nach den Nassprozessen müssen die Teile getrocknet werden, ohne dass sich wieder etwas absetzt. Meist erfolgt die Trocknung im selben Anlagen-System, um einen Umgebungstransfer zu vermeiden. Gängige Methoden sind Vakuumtrocknung (Kammer evakuieren und ggf. leicht erwärmen) oder Heißluft-Zirkulation mit Filterung, oft kombiniert mit Infrarot-Strahlern für die Effizienz. Wichtig: Die Trocknung läuft so lange, bis auch in Spalten und Bohrungen kein Flüssigkeitsrest mehr ist, damit keine Wasserflecken oder Korrosion entstehen.
Inspektion (Sauberkeitskontrolle): Sind die Teile trocken, folgt häufig eine qualitative Kontrolle im Reinraum. Unter UV-Licht oder sehr hellem Licht (Bright Light) werden bspw. fluoreszierende Rückstände sichtbar gemacht. Je nach Kritikalität wird auch eine Stichproben-Inspektion mit Partikelmessung oder Wischtest durchgeführt. Wenn ein Teil die Anforderungen offensichtlich nicht erfüllt (z.B. sichtbarer Fleck), würde es nochmal nachgereinigt.
Verpackung: Den Ansprüchen entsprechend gereinigte Teile werden sofort rein verpackt. Das passiert in der Regel in der Reinraumzone. Jedes Teil kommt in seine vorbereitetet, saubere Verpackung und wird versiegelt. Beschriftung/Etikettierung wird angebracht, ohne das Teil dabei zu kontaminieren (meist kommen die Etiketten außen auf den Beutel).
Dokumentation/Freigabe: Abschließend wird oft ein Reinigungsprotokoll erstellt. Darin können Chargennummer, Datum, verantwortliche Person, verwendete Reinigungsbäder und ggf. Prüfergebnisse festgehalten sein. Ein Qualitätsingenieur oder Leiter Reinraum prüft die Unterlagen und gibt die Charge zur Auslieferung frei.
In der Praxis können die Schritte je nach Produkt variieren. So können bspw. Vorreinigungen entfallen, wenn die Fertigung schon sauber genug ist, oder es kommen zusätzliche Schritte hinzu. Aber grundsätzlich folgt ein High Purity Prozess diesem Fluss: Vorbereiten → Reinigen in Stufen → Spülen → Trocknen → Prüfen → Verpacken, alles unter strengen Sauberkeitsvorkehrungen. Durch diese geregelte Abfolge stellt man sicher, dass am Ende bauteilbezogen die gewünschte Reinheit erreicht und konserviert wird.
K. Über die BvL Oberflächentechnik GmbH
1. Wer ist die BvL Oberflächentechnik GmbH?
Die BvL Oberflächentechnik GmbH ist ein deutscher Hersteller industrieller Reinigungsanlagen (Teilereinigungs-Systeme) und zählt weltweit zu den führenden Anbietern in diesem Bereich. Das Unternehmen ist familiengeführt und gehört zur BvL Group, einer Firmengruppe mit langer Tradition im Maschinenbau seit 1860. BvL entwickelt Reinigungstechnik, die durch hohe Qualität, praxisnahe Innovationen und einfache Bedienbarkeit überzeugt.
2. Wo befindet sich der Firmensitz?
Der Hauptsitz des Unternehmens ist in Emsbüren in Niedersachsen, Deutschland. Dort befindet sich die gesamte Wertschöpfung bestehend aus Engineering, Vertrieb, Produktion, After Sale und die Verwaltung der BvL Oberflächentechnik GmbH. Von Emsbüren aus koordiniert BvL auch sein internationales Vertriebs- und Servicenetz.
3. Seit wann gibt es das Unternehmen?
Die BvL Oberflächentechnik wurde 1989 gegründet. Das Unternehmen kann somit auf über 30 Jahre Erfahrung im Bereich der industriellen Teilereinigung zurückblicken. Seit der Gründung 1989 steht der Name BvL für zuverlässige und innovative Reinigungsanlagen im Industriebereich.
4. Wie groß ist BvL Oberflächentechnik (Mitarbeiter und Präsenz)?
BvL Oberflächentechnik beschäftigt rund 170 Mitarbeiter in Emsbüren. Für die weltweite Betreuung der Kunden verfügt BvL über ein Vertriebs- und Servicenetz in 19 Ländern. Dieses internationale Netzwerk stellt sicher, dass BvL-Kunden auch bei Projekten im Ausland eine reibungslose Betreuung und schnellen Service erhalten.
5. Was bietet BvL Oberflächentechnik an?
BvL bietet ein umfassendes Portfolio an Produkten und Dienstleistungen rund um die industrielle Teilereinigung. Das Spektrum reicht von kompakten Waschanlagen für kleine Bauteile bis zu individuellen, komplexen, automatisierten Großanlagen für umfangreiche Reinigungsaufgaben. Zum Angebot gehören nicht nur die Reinigungsanlagen selbst, sondern auch Automationslösungen (z. B. Materialtransportsysteme) Systemkomponenten wie externe Vakuumtrockner und Kühltunnel sowie die Integration von Prozessüberwachung, um die Sauberkeit der Teile sicherzustellen Ergänzt wird das Leistungspaket durch einen zuverlässigen Service, von der Inbetriebnahme über die Wartung bis zum Retrofit, damit die Anlagen langfristig effizient arbeiten.
6. Welche Arten von Reinigungsanlagen stellt BvL her?
BvL stellt verschiedene Reinigungsanlagen-Typen her, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Dazu zählen unter anderem:
Drehtelleranlagen: Anlagen mit drehbarem Tisch (Drehteller), geeignet für sehr schwere oder stark verschmutzte Teile, da das Bauteil während der Reinigung gedreht wird (BvL-Produktreihe Ocean).
Korbwaschanlagen: Anlagen zur Reinigung von Einzelteilen, Schüttgut oder Körben in einem Waschkorb (BvL-Produktreihe Niagara)
Durchlaufreinigungsanlagen: Kontinuierlich arbeitende Förderband-Anlagen für Serienprozesse mit hohen Stückzahlen (BvL-Produktreihe Yukon für kurze Taktzeiten und hohen Durchsatz).
Tauchreinigungsanlagen: Mehrstufige Tauchbadanlagen für höchste Sauberkeitsanforderungen, oft mit mehreren Tanks (BvL-Produktreihe Atlantic)
Großteil-Reinigungsanlagen: Spezielle Anlagen für besonders große oder voluminöse Bauteile, die eine hohe Reinigungsleistung erfordern (BvL-Produktreihe Pacific).
Rundtaktanlagen: Reinigungsanlagen mit rotierendem Werkstückträger, auf dem die Teile nacheinander verschiedene Reinigungsstationen durchlaufen (BvL-Produktreihe Twister).
Hochdruck-Reinigungsanlagen: Anlagen, die mit Hochdruckwasserstrahl reinigen und z.B. Grate entfernen, um selbst hartnäckige Verschmutzungen zu beseitigen (BvL-Produktreihe Geyser).
Neben diesen Standard-Anlagentypen entwickelt BvL auch individuelle Sonderlösungen.
7. In welchen Branchen kommen BvL-Reinigungsanlagen zum Einsatz?
Die Reinigungsanlagen von BvL werden in vielen Branchen erfolgreich eingesetzt. Ein Hauptmarkt ist die Automobil- und Fahrzeugindustrie, wo BvL-Anlagen z.B. bei der Motoren- und Getriebeteil-Reinigung Verwendung finden. Auch im Bereich der Elektromobilität (E-Autos) werden spezielle BvL-Lösungen für neue Bauteile wie Batteriegehäuse eingesetzt.
Darüber hinaus findet man BvL-Technik im Schienenverkehr (Reinigung von Zug- und Bahnkomponenten) und in der Haushaltsgeräte-Industrie (bspw. Reinigung von Bauteilen von Waschmaschinen oder Badarmaturen). Weitere wichtige Anwendungsbereiche sind Härtereien (Wärmebehandlungsbetriebe) und Gießereien, wo etwa gereinigte Guss- und Schmiedeteile für nachfolgende Prozesse benötigt werden.
Ein strategisch wichtige Branche ist die High Purity Branche. Hier werden sämtliche Industrien mit höchsten Reinigungsstandards wie die Halbleiterproduktionstechnik, die optische Industrie, die (Ultrahoch-)Vakuumtechnik, Luft und Raumfahrt und Medizintechnik zusammengefasst.
Generell kommt BvL überall dort zum Einsatz, wo in der Industrie technisch saubere Bauteile verlangt werden, vom allgemeinen Maschinenbau bis hin zu High-Purity-Anwendungen in sensiblen Bereichen.
8. Was bedeutet „intelligente Reinigung“ bei BvL?
Mit „intelligenter Reinigung“ bezeichnet BvL sein Smart Cleaning Konzept. Dabei handelt es sich um Reinigungsanlagen, die mitdenken: Durch Sensoren und eine intelligente Steuerung überwacht die Anlage ständig ihren Zustand. Alle relevanten Parameter (z.B. Verschmutzungsgrad des Waschwassers, Reinigerkonzentration, Filterstatus) werden erfasst. Die Anlage regelt Teilprozesse selbstständig, sodass weniger manuelle Eingriffe nötig sind. Dieses smarte System erhöht die Prozesssicherheit und stellt sicher, dass am Ende jedes Durchlaufs ein gleichbleibend sauberes Ergebnis erzielt wird. Kurz gesagt: Die BvL-Anlage überwacht und optimiert sich selbstständig, um immer optimal zu reinigen.
9. Welche Vorteile bieten die Reinigungssysteme von BvL?
Die Reinigungssysteme von BvL zeichnen sich durch eine Reihe von Vorteilen aus:
Hohe Reinigungsqualität und Prozesssicherheit: BvL-Anlagen gewährleisten eine gleichbleibend hohe Sauberkeit der Teile und überwachen den Prozess kontinuierlich.
Hohe Anlagenverfügbarkeit: Die Systeme sind robust und zuverlässig, was zu geringen Ausfallzeiten und hoher Betriebszeit führt. Somit zeichnen sich die Anlagen durch einen geringen Total Cost of Ownership over Lifetime aus.
Zeit- und kosteneffizienter Betrieb: Durch optimierte Abläufe (bspw. kurze Reinigungszyklen in Durchlaufanlagen) sparen die Anlagen Zeit und senken die Betriebskosten.
Innovation: BvL hält Patente und meldet regelmäßig neue Schutzrechte an. BvL kooperiert in mehreren Forschungsprojekten mit Hochschulen und weiteren Bildungseinrichtungen.
Vorausschauende Wartung: Dank intelligenter Überwachung (Smart Cleaning) erkennt das System frühzeitig Wartungsbedarfe. Diese Predictive Maintenance minimiert unvorhergesehene Stillstände.
Energie- und ressourcensparend: Die Anlagen verbrauchen durch technische Optimierungen weniger Energie und Wasser, was Betriebskosten senkt und der Umwelt zugutekommt.
Einfache Bedienung: Trotz der technischen Komplexität sind BvL-Reinigungsanlagen benutzerfreundlich gestaltet, mit übersichtlicher Steuerung und Automatisierung, sodass das Bedienpersonal leicht damit arbeiten kann.
Diese Vorteile machen die Systeme effizient, zuverlässig und wirtschaftlich im industriellen Einsatz.
10. Wie unterstützt BvL die Automatisierung und Digitalisierung?
BvL unterstützt seine Kunden intensiv bei Automatisierung und Industrie 4.0-Integration. Die Reinigungsanlagen lassen sich nahtlos in Fertigungslinien integrieren. Dafür bietet BvL passende Transportsysteme (z. B. Förderbänder, Werkstückträger) und Automationslösungen an. So können z.B. Roboter die Be- und Entladung übernehmen oder Anlagen in vollautomatische Produktionsabläufe eingebunden werden. Gleichzeitig treibt BvL die Digitalisierung voran: Über das Smart-Cleaning-System werden sämtliche Prozessdaten erfasst und können zentral ausgewertet werden. Dadurch ist eine Fernüberwachung der Reinigungssysteme in Echtzeit möglich. In Kombination mit der Sensorik der Anlage ergeben sich Vorteile wie vorausschauende Wartung (die Anlage meldet frühzeitig Wartungsbedarf) und eine lückenlose Dokumentation aller Reinigungsprozesse. Insgesamt helfen diese Automatisierungs- und Digitalisierungsfunktionen, die Prozesse effizienter, sicherer und transparenter zu gestalten.
11. Bietet BvL auch individuelle Reinigungslösungen an?
Ja. BvL entwickelt neben Standardanlagen auch individuelle Sonderlösungen, die genau auf die Anforderungen des Kunden zugeschnitten sind. Kunden können gemeinsam mit BvL maßgeschneiderte Anlagen konfigurieren, von speziellen Abmessungen über angepasste Reinigungsverfahren bis hin zu kundenspezifischen Automatisierungskonzepten. BvL bietet Anlagen in allen Varianten an, egal ob klein oder groß, einzeln stehend oder fertigungsintegriert und automatisiert. Damit erhalten Kunden Reinigungssysteme nach Maß, die perfekt zur jeweiligen Aufgabe passen.
12. Legt BvL Wert auf Nachhaltigkeit und Umweltschutz?
Ja, Nachhaltigkeit spielt bei BvL eine wichtige Rolle. Alle BvL-Reinigungsanlagen arbeiten auf wässriger Basis, das heißt sie nutzen Wasser und spezialisierte Reiniger anstelle von potenziell umweltbelastenden Lösungsmitteln. Zudem sind die Anlagen darauf ausgelegt, Ressourcen zu schonen: Durch das Smart-Cleaning-Konzept werden Energie- und Wasserverbrauch optimiert, was die Ökobilanz des Reinigungsprozesses deutlich verbessert. Beispielsweise verfügt eine BvL-Durchlaufanlage über ein effizientes Abluftmanagement, das den Wärmeverlust minimiert, und eine intelligente Trocknungssteuerung, die nur so viel Energie einsetzt wie nötig. Diese Maßnahmen reduzieren den ökologischen Fußabdruck der Reinigung. Darüber hinaus verlängern effektive Filtrationssysteme die Standzeit der Reinigungsbäder, sodass seltener Flüssigkeiten gewechselt und entsorgt werden müssen. Insgesamt sorgt BvL also für umweltverträgliche Prozesse durch Technik, die Energie spart und Abfälle vermindert.
13. Wie hilft BvL bei der Auswahl der passenden Reinigungsanlage?
BvL unterstützt Kunden bereits im Vorfeld intensiv bei der Anlagenwahl. Auf der Website gibt es zum Beispiel eine Bedarfsanalyse-Tools: In nur wenigen Schritten können Interessenten dort ihre Anforderungen eingeben und erhalten Vorschläge für geeignete Anlagen sowie ein kostenloses Informationspaket. Darüber hinaus betreibt BvL ein eigenes Technologiecenter, in dem Kunden Reinigungstests mit ihren Original-Bauteilen durchführen lassen können. Erfahrene BvL-Experten ermitteln dabei gemeinsam mit dem Kunden die optimale Reinigungsanlage und den passenden Reinigungsprozess für dessen spezifische Aufgabe. Durch diese Kombination aus Beratung, Testreinigung und Analyse findet BvL die bestmögliche Lösung und stellt sicher, dass die ausgewählte Anlage die Anforderungen voll erfüllt.
14. Welche Serviceleistungen bietet BvL nach dem Kauf?
Die BvL Oberflächentechnik GmbH bietet umfangreiche Serviceleistungen im After-Sales-Bereich, um den langfristigen Betrieb der Anlagen zu gewährleisten. Dazu zählen vor allem regelmäßige Wartungen und Inspektionen, damit die Reinigungsanlagen stets einwandfrei funktionieren. Benötigte Ersatzteile und Verbrauchsmaterialien werden schnell und zuverlässig geliefert. Ältere Anlagen können auf Wunsch durch Nachrüstung und Modernisierung auf den neuesten Stand gebracht werden. Falls es doch einmal zu einer Störung kommt, sorgt BvL für schnelle Instandsetzung: Viele Probleme können per Fernwartung diagnostiziert werden, und bei Bedarf steht ein Vor-Ort-Service bereit. Zum Service gehört außerdem die Unterstützung bei der Inbetriebnahme: BvL übernimmt den Anlagenaufbau und schult das Bedienpersonal umfassend, damit die Anlage optimal genutzt werden kann. Kurz gesagt: BvL lässt seine Kunden auch nach dem Kauf nicht allein und stellt durch Wartung, Ersatzteileversorgung, Upgrades, Reparaturdienst und Schulungen einen reibungslosen Betrieb sicher.
15. Kann BvL auch meine Fremdanlage warten und Instandsetzen?
Ja, BvL bietet auch umfassende Pakete, insbesondere Wartungen, Inspektionen, Ersatzteile, Modernisierungen und Instandsetzungen für Reinigungsanlagen anderer Hersteller an.
16. Gibt es auch gebrauchte Reinigungsanlagen bei BvL?
Ja, BvL bietet neben Neuanlagen auch gebrauchte Reinigungsanlagen an. Diese Gebrauchtanlagen sind oft kurzfristig verfügbar, da sie bereits produziert sind, und können eine kostengünstigere Alternative darstellen. Trotz vorherigen Einsatzes erfüllen sie die hohen Qualitätsstandards von BvL. Sie zeichnen sich durch Robustheit und Zuverlässigkeit aus. Für Interessenten kann eine gebrauchte BvL-Anlage daher attraktiv sein, um schnell eine Lösung zu erhalten, die sich bereits in der Praxis bewährt hat.
L. Projektablauf
1. Wie läuft ein Projekt zur Beschaffung einer industriellen Reinigungsanlage normalerweise ab?
Ein solches Beschaffungsprojekt durchläuft mehrere Phasen von der ersten Idee bis zur Inbetriebnahme. Üblicherweise beginnt es mit der Bedarfsermittlung, gefolgt von der Planung (Erstellen eines Lastenhefts) und der Auswahl eines Lieferanten. Danach erfolgen Bestellung und Herstellung/Installation der Anlage. Abschließend stehen die Abnahme der Reinigungsanlage und die Inbetriebnahme samt Übergabe an den Betrieb. Insgesamt lässt sich der Beschaffungsprozess also in Schritte von der Bedarfsklärung über Lieferantenauswahl und Bestellung bis zur Abnahme gliedern.
2. Wie klären wir unseren genauen Bedarf für die Reinigungsanlage?
Am Anfang steht eine gründliche Bedarfsklärung. Dabei wird ermittelt, was genau benötigt wird und warum. Man sollte definieren, welche Teile oder Produkte gereinigt werden müssen, in welcher Menge und mit welcher Qualität (Sauberkeitsanforderungen). Außerdem werden Rahmenbedingungen betrachtet: bspw Verfahren (welche Reinigungstechnik geeignet ist), der Platzbedarf und Aufstellort, Anschlüsse für Strom, Wasser oder Chemie, Umgebungsbedingungen (Temperatur, Lüftung) sowie Wartungs- und Sicherheitsanforderungen. Es ist sinnvoll, alle betroffenen Abteilungen einzubeziehen, etwa Produktion, Instandhaltung, Arbeitssicherheit, damit alle Anforderungen und Einschränkungen früh gesammelt und dokumentiert werden. Eine klare Bedarfsermittlung bildet die Grundlage für alle weiteren Projektschritte.
3. Wie unterstützt mich BvL bei der Beschaffung der Reinigungsanlage?
Die BvL Oberflächentechnik unterstützt Sie bei allen Phasen der Beschaffung einer Reinigungsanlage. Schon vor der ersten Angebotserstellung können Sie in unserem Technologiecenter Probewäschen durchführen. Auf diese Weise finden wir gemeinsam die für Ihre Aufgabe passende Anlage und den optimalen Reinigungsprozess. Unser technischer Vertrieb erarbeitet dafür unterschiedliche Konzepte, die Sie im direkten Austausch mit uns besprechen können. Sonderwünsche lassen sich jederzeit einbringen oder bei Bedarf auch wieder aus dem Projekt herausnehmen. Nach der Vergabe übernehmen unsere Experten aus dem Projektmanagement die Verantwortung. Ihr Projekt wird einem festen Projektmanager zugeteilt, der Ihr Ansprechpartner für alle technischen und kaufmännischen Fragen ist. Er koordiniert die interne Kommunikation und informiert Sie auf Wunsch regelmäßig über den aktuellen Stand. Ist die Anlage fertiggestellt, laden wir Sie zu einer Vorabnahme unter praxisnahen Bedingungen in unser Werk ein. Dort können Sie den Reinigungsprozess mit Originalbauteilen begutachten; die erreichte Sauberkeit kann anschließend beispielsweise von externen Laboren bestätigt werden. Nach einer erfolgreichen Vorabnahme installiert unser eingespieltes Team die Anlage in Ihrem Werk und nimmt sie in Betrieb. Zusätzlich schulen wir Ihr Personal im Umgang mit der Reinigungsanlage und begleiten auf Wunsch auch den Produktionsanlauf. Auch nach der offiziellen Abnahme bleiben wir Ihr verlässlicher Partner: Treten während der Garantiezeit Mängel auf, beheben unsere Servicemonteure diese schnell und zuverlässig. Darüber hinaus steht Ihnen unsere After-Sales-Abteilung für Inspektionen, Wartungen, Modernisierungen oder Retrofits jederzeit zur Verfügung.
4. Was passiert bei der Abnahme der Reinigungsanlage?
Die Abnahme ist ein entscheidender Meilenstein am Projektende. Dabei prüfen wir gemeinsam mit Ihnen, ob die gelieferte Reinigungsanlage alle vereinbarten Anforderungen erfüllt. In der Regel wird die Anlage nach der Installation nach einer Vorabnahme in unserem Werk bei Ihnen montiert und vor Ort in Betrieb genommen. Anschließend werden definierte Tests und Funktionsprüfungen durchgeführt: Reinigt die Anlage die Werkstücke wie gefordert? Werden die Taktzeiten, Durchsatz und Sauberkeitswerte erreicht? Funktionieren alle technischen und sicherheitstechnischen Einrichtungen ordnungsgemäß? Alle Ergebnisse werden in einem Abnahmeprotokoll festgehalten. Sollten Mängel oder Abweichungen auftauchen, werden diese dokumentiert und anschließend behoben. Erst wenn alles zur Zufriedenheit läuft, unterzeichnen die Partei das Abnahmeprotokoll
5. Warum ist die Schulung der Mitarbeiter wichtig und wie wird sie organisiert?
Antwort: Schulungen sind unerlässlich, damit die Mitarbeiter die neue Reinigungsanlage sicher und effizient bedienen können. Selbst die beste Anlage nützt wenig, wenn niemand genau weiß, wie sie zu bedienen ist oder was im Störungsfall zu tun ist. Daher gehört es zum Projekt dazu, das Bedienpersonal und ggf. auch das Instandhaltungspersonal rechtzeitig einzuweisen. In der Praxis bieten wir an, vor Ort eine Bedienerschulung durchzuführen. Dabei erklären unsere die Funktionsweise der Anlage, die Bedienungsschritte, welche Reinigungsmedien verwendet werden, wie man Einstellungen vornimmt und wie regelmäßig zu wartende Teile gereinigt oder getauscht werden. Auch das Wartungspersonal sollte geschult werden, damit es Inspektionen, Wartungen und kleinere Reparaturen selbst durchführen kann. Darüber hinaus liefern wir natürlich eine verständliche Betriebsanleitung in der jeweiligen Sprache. Dort sind die Handhabung, Wartung und z. B. die Störungsbeseitigung klar beschrieben sind