CO²-Schneestrahltechnologie als effizientes Entgratverfahren

Kunststoffbauteile weisen nach dem Spritzgießen oder einer mechanischen Bearbeitung üblicherweise Grate auf. Als effiziente und inlinefähige Entgrat- und Reinigungsalternative hat sich bei harten und spröden Kunststoffen wie PEEK und PPS die quattroClean-Technologie der acp systems AG bewährt. Entgratung und Reinigung erfolgen trocken in einem Prozess.

(Quelle: acp systems)

Das modular aufgebaute quattroClean-System arbeitet mit flüssigem und praktisch unbegrenzt haltbarem Kohlendioxid, das als Nebenprodukt bei chemischen Prozessen und der Energiegewinnung aus Biomasse entsteht. Das CO² gilt daher als umweltneutral, es ist nicht brennbar und ungiftig.

Für den Entgrat- und Reinigungsprozess wird das Kohlendioxid durch die verschleißfreie Zweistoff-Ringdüse des quattroClean-Systems geleitet, entspannt beim Austritt aus der Düse und wird zu feinem CO²-Schnee. Dieser wird durch einen ringförmigen Mantelstrahl aus Druckluft gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Beim Auftreffen des gut fokussierbaren, minus 78,5° C kalten Schnee-Druckluftstrahls auf die zu bearbeitende Teileoberfläche kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Lösemittel- und Sublimationseffekt.

Die Entgratwirkung basiert einerseits auf dem thermischen Effekt. Durch die Schockabkühlung verspröden die Grate. Andererseits kommt es während des Phasenübergangs des CO²-Schnees von fest zu gasförmig zu einer rund 600-fachen Volumenvergrößerung. Dadurch entstehen Mikro-Druckwellen, die sich mit hoher Geschwindigkeit ausbreiten. Die dabei auftretende Kraft reicht aus, um die Grate von den Bauteilen zu entfernen.

Aus der Kombination der vier Wirkmechanismen resultiert gleichzeitig eine effektive und homogene Reinigungsleistung. Sie entfernt teilchenförmige Verunreinigungen wie die abgelösten Grate, Staub und Partikel ebenso prozesssicher und reproduzierbar wie filmische Kontaminationen, beispielsweise Reste von Trennmitteln und Silikonen. Die Entgratung und Reinigung erfolgen materialschonend, so dass auch empfindliche, sehr filigrane und fein strukturierte Oberflächen bearbeitet werden können.

Abgelöste Grate und Verunreinigungen werden durch die aerodynamische Kraft der Druckluft von der Bauteiloberfläche abgeführt und durch eine in die Bearbeitungszelle integrierte Absaugung abtransportiert. Da das CO² sublimiert, sind die Werkstücke nach der Bearbeitung trocken und können sofort weiterverarbeitet oder verpackt werden.

Der skalierbare quattroClean-Prozess lässt sich effizient und platzsparend an unterschiedliche Bauteilgeometrien anpassen und ermöglicht eine partielle oder ganzflächige Bearbeitung. Die Prozessparameter wie Volumenströme für Druckluft und Kohlendioxid, Strahlbereich und Strahlzeit werden durch Versuche im Technikum von acp systems exakt auf die jeweilige Applikation, die Materialeigenschaften sowie die zu entfernenden Grate und Verunreinigungen abgestimmt. Sie können als teilespezifische Programme in der Anlagensteuerung hinterlegt werden.

acp-systems.com

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