Sauber in die Lackiererei

Schwertbürsten statt Emufedern

Staubpartikel auf metallischen Oberflächen führen oftmals zu einer hohen Nacharbeits- und Ausschussquote. Daher ist zum Beispiel in der Automobilproduktion der Einsatz von Emufedern zur Reinigung der Karosserie vor dem Lackiervorgang Usus. Eine Alternative zu den Vogelfedern sind Schwertbürsten. Damit diese ebenso effizient reinigen, werden die Linearbürsten in Laufrichtung mit einer Reinigungs- und Antistatikflüssigkeit befeuchtet.

Audi nutzt den Zugewinn an Freiheitsgraden der robotergeführten Schwertbürsten zur Reinigung der Karosserie. (Bild: Audi AG)

Doch zuvor, so erklärt Thomas Spehr, Geschäftsführer von Wandres micro-cleaning, werden die Partikel selbst aus den feinsten Strukturen von elektrisch angetriebenen Tornadodüsen, die mit bis zu 1.300 1/min rotieren, herausgeblasen und abgesaugt. Im zweiten Schritt nehmen dann die Schwertbürsten die verbliebenen kleinen Partikel auf. Der Trick liegt dabei in der Mikrobefeuchtung der Bürsten, wodurch die kapillare Haftkraft erhöht wird. Wandres hat daraus das Ingromat-Verfahren entwickelt, um die Standzeit der Linearbürsten zu verlängern. Dazu wird die Linearbürste im Leerlauf, während des Werkzeugwechsels oder des Wechsels von Stahl zu Aluminium, verstärkt mit der Spezialflüssigkeit besprüht und gereinigt.

Entscheidend für einen effizienten Einsatz ist jedoch nicht nur die Reinigungsgüte, sondern auch die Standzeit der Bürste. Diese soll nach Angaben des Geschäftsführers bei der Reinigung von geschliffenen Platinen bei 3.000 bis 4.000 Betriebsstunden liegen. Vorausgesetzt die Filamente, die in verschiedenen Durchmessern und Längen verfügbar sind, wurden speziell auf die Anwendung angepasst. Ebenso ist der Arbeitsablauf individuell zu planen: Wird beispielsweise geschliffene Coilware gereinigt, die mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 m/min durch die Reinigungsstation läuft, könnte es aufgrund der Grate am Rand zur Filamentschädigung kommen. Es empfiehlt sich hier, zwei gegenläufig wischende Linearbürsten einzusetzen, die nicht direkt am Rand, sondern erst nach circa 10 cm auf der Blechoberfläche aufsetzen und somit die scharfen Kanten nicht kontaktieren. Anders sieht es bei geschliffenen Blechen aus. „Da diese nicht gestanzt sind, befindet sich am Platinenrand kaum ein Grat mehr, der die Bürstenfilamente schädigen könnte. Auch ist die Durchlaufgeschwindigkeit der Blechzuschnitte von maximal 20 m/min zu gering, um abrasiv auf die Filamente zu wirken“, weiß Spehr.

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Weniger Ausschuss beim Laserschneiden

Saubere Oberflächen sind nicht nur in der Lackiererei ein Muss. So wird Wandres Reinigungstechnik auch nach dem Laserschneiden von Platinen zur Entfernung des Laserstaubs eingesetzt, was trotz Absaugung während des Schneidvorgangs notwendig ist.Die leistungsstarke Absaugung erfasst nicht alle erzeugten Partikel“, erklärt Spehr und führt fort: „Beim anschließenden Abstapeln der Zuschnitte werden die Stäube eingeschlossen, durch das Gewicht der Bleche in die Oberflächen gepresst und können dort unerwünschte Markierungen hinterlassen.“ Abhängig von Partikelgröße und -geometrie könnten sogar irreparable Fehlstellen entstehen, die zum Ausschuss des Blechteils führen. Weiterhin würden an der Oberfläche anhaftende Partikel in die Pressenstraße eingeschleppt und zu einem Verschleiß an den Werkzeugen führen. Werden diese Werkzeugveränderungen auf alle nachfolgenden Platinen übertragen, muss das Werkzeug überarbeitet werden.

Damit nach dem Laserschneiden auch wirklich alle Partikel erfasst werden, erfolgt die Reinigung zusätzlich gegenläufig. Die Bürsten wischen mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,5 m/sec über die Blechoberfläche und werden im Umlenkbereich mit Hilfe eines Rakels und Druckluftdüsen von den aufgenommenen Partikeln befreit. „Durch diese permanente Selbstreinigung der Linearbürsten wird garantiert, dass immer saubere Filamente für die erneute Partikelaufnahme zur Verfügung stehen“, versichert der Geschäftsführer. Zudem können durch den Einsatz mehrerer Linearbürsten weichere und härtere Filamenten miteinander kombiniert werden. Während die härteren Filamente den gröberen Staub ablösen, nehmen die weichen die feineren Laserstaubpartikel auf.

Wider dem Hot Melt

Eine andere Herausforderung stellt sich bei der Reinigung von Aluminiumplatinen. Diese sind zugunsten der Umformeigenschaften mit Trockenschmierstoffen vorbeschichtet, die in geringen Mengen von den Bürsten aufgenommen werden. Zwar habe das laut Spehr keinen negativen Einfluss auf die nachstehenden Bearbeitungsprozesse des Aluminiums, allerdings erhöht sich der Reinigungsaufwand der Bürsten, da sich die Partikel des Trockenschmierstoffs verglichen mit Stäuben nicht einfach absaugen lassen. „Sie bauen sich im Umlenkbereich am Gehäuse auf und mussten bisher manuell abgereinigt werden, was einen Anlagenstillstand bedingt hat“, erklärt er. Um dies zu verhindern, haben die Entwickler bei Wandres den Bereich der Selbstreinigungseinheit das Gehäuse umkonstruiert: Der Absaugstutzen ist jetzt nicht mehr horizontal, sondern senkrecht nach unten angeordnet. Dies schaffte Platz für eine Gehäusetemperierung, die dafür sorgt, dass sich das bei Raumtemperatur wachsartige Hot Melt nicht anlagert, sondern fließfähig wird. Das fließfähige Material gelangt dann durch einen Schlauch in den Sammelbehälter.

Um – unabhängig vom Anwendungsfall – die Standzeit der Linearbürste zu verlängern und ein Schmierstoffübertrag zu vermieden, setzt der Schwertbürstenspezialist auf das sogenanntes Ingromat-Verfahren. Hierbei wird die Linearbürste im Leerlauf, während des Werkzeugwechsels oder des Wechsels von Stahl zu Aluminium, verstärkt mit der Spezialflüssigkeit besprüht und gereinigt. cs

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