29. März 2012

Ultraschall Reinigung – Bauteile schonend und rückstandsfrei säubern

Um Bauteile schonend von Rückständen zu befreien, gibt es vielfältige Methoden. In der Industrieproduktion kommt besonders häufig die Ultraschall Reinigung zum Einsatz. Dieses Verfahren wird deshalb bevorzugt gewählt, da es sich besonders gut zur schonenden Abreinigung feinstrukturierter und komplexer Bauteile eignet.

Die Ultraschall Reinigung kommt zur Reinigung von komplexen Bauteilen zum Einatz (Foto: MAFAC)

Ultraschall Reinigung in der Industrieproduktion (Foto: MAFAC)

Unternehmen, die unter Reinraum-Bedingungen fertigen, sind auf zuverlässige Reinigungsprozesse angewiesen. Zu den unterschiedlichen Verfahrensweisen zählt auch die Ultraschall Reinigung. Bauteile, die als sensibel oder auch semisensibel eingestuft werden, müssen gründliche Reinigungsprozesse durchlaufen, um zuverlässig von beispielsweise schädigenden Partikeleinflüssen befreit zu werden. Nur so lassen sich die hoch gesteckten Ziele hinsichtlich der Qualitätsanforderungen in der Produktion erreichen.

Sauber auch bei komplexen Geometrien

Innerhalb der umfassenden Produktionskette erfordern nachgelagerte Prozesse besonders saubere Bauteile. Doch auch in den Bereichen der Instandhaltung werden oftmals Reinigungsprozesse erforderlich, wobei die Ultraschall Reinigung zu jenen Verfahren zählt, die häufig zur Anwendung kommen. Die Vorteile einer Reinigung mittels Ultraschall liegen auf der Hand: Feinste Einstellungen der Ultraschallwellen und Frequenzen gehen in Kombination mit der exakt zu bestimmenden Zeit der Behandlungen einher. Dass Bauteile sicher von Schmutz, Ölfirmen, Staub und Spänen befreit werden, wird durch die sogenannte Kavitation möglich: Dabei erzeugt der Ultraschallgenerator elektrische Signale im Sinne eines Schalls in einer Frequenz, die für Menschen nicht wahrnehmbar ist.

Aluminiumteil mit tiefer Sackbohrung (Foto: MAFAC)

Ultraschall Reinigung – Partikel werden abgesprengt

Anschließend werden diese als Schallwellen in die Flüssigkeit übertragen. Dabei entsteht ein Druck des Schallwechsels, der abwechselnd zu Über- und Unterdruck führt. Besteht Unterdruck, so bilden sich – je nach Frequenztiefe – kleinere oder große Bläschen (Kavitationsbläschen), die nach dem Wechsel innerhalb eines Intervalls des Überdrucks platzen. Dies erzeugt Stoßwellen, die schließlich zu heftigen Strömungen in der Flüssigkeit führen und Verschmutzungen an den zu reinigenden Bauteilen praktisch absplittern lässt. Mit der zusätzlichen Möglichkeit der individuellen Wahl eines passenden Reinigungsmittels, kommt es zu einer individuellen und damit perfekten Reinigungsleistung. Dies trifft vor allem auch bei Abreinigungen von Werkstücken zu, die durch komplexe Geometrien auffallen, wie dies etwa bei Hohlräumen, Hinterschneidungen und Lochbohrungen der Fall ist. Dabei gilt: Je tiefer die Frequenz, desto größer die Kavitationsblasen und desto höher die freigesetzte Energie.

Frei von Partikeln, Staub und Spänen

Die Abreinigung mittels Ultraschall lässt Feindosierungen und Reduzierungen beim Einsatz von Reinigungsmitteln zu, die auf chemischer Basis beruhen. Dies schont die Bauteile zusätzlich in ganz erheblichem Maße und spart zudem Energie. Dabei ist die Reinigung mittels Ultraschall so effektiv, dass die Bauteile nicht nur von hartnäckigen Partikeleinträgen sicher befreit werden sondern auch von Staub, Spänen und anderen unerwünschten Einflüssen. Zusätzliche Ablagerungen, die sich wie ein Film auf den Bauteilen festsetzen können, erfahren ebenfalls eine gründliche Abreinigung. Nur so lassen sich Späne, Öle, Fette und Emulsionen, die hartnäckig anhaften, schonend und sicher entfernen.

Ultraschall Reinigung unzerlegter Bauteile

Ultraschall Reinigung von Magnetwellen Steuerungstechnik (Foto: MAFAC)

Zur Verwendung kommen je nach Bauteilgrößen Ultraschallbecken in unterschiedlichen Größen, die von spezialisierten Unternehmen wie etwa MAFAC angeboten werden. Zur Reinigung können Bauteile als sogenannte „Schüttgüter“ in Reinigungskörbe gelegt und dann im Ultraschallbad gereinigt werden. Besonders empfindliche Teile lassen sich auch in Verfahren der Einzelaufhängung behandeln.

Solche Vorgehensweisen können allerdings auch zu Nachteilen führen, beispielsweise dann, wenn viel Personal zum Einsatz kommt und einzelne Bearbeitungsschritte wie etwa Beschickungen oder Entnahmen von Chargen notwendig sind. Ein hoher Aufwand an Personal und Transport erhöht stets die Gefahr erneuter Kontaminationen. Daher gibt es eine Vielzahl an Bestrebungen und Aktivitäten, Anlagen zur Abreinigung hinsichtlich solcher möglicher Nachteile weiterzuentwickeln.

Automatisierung auf dem Vormarsch

Auch die Automatisierung wird weiter vorangetrieben. So bieten moderne Anlagen inzwischen mehrstufige Reinigungsabläufe mit standardmäßig eingebaute SPS-Steuerungen und Bildschirmen die auf Berührung reagieren. Auch wird hier bereits ein automatischer Warentransport zwischen den einzelnen Reinigungsstufen realisiert, womit auch mögliche Kontaminationen im Ablauf zwischen Reinigungs- und Trocknungsprozess vermieden werden kann. Spezialisierte Unternehmen für Ultraschall Reinigung und alternativen Verfahren kooperieren darüber hinaus ständig mit Bereichen in Forschung und Entwicklung, die sich den Herausforderungen sicherer und rückstandfreier Abreinigungen speziell von Bauteilen eingehend widmen.

(Alle Fotorechte MAFAC; Animation Sauberkeit & Reinraum)