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» TECHNIK & WISSEN gungsschritt die Oberflächenverschmutzung aus Schmauch und Oxiden durch den Laserschweißprozess. Das richtige Verfahren wählen Wesentliche Herausforderung beim Reinigen metallischer Bipolarplatten sind die meist unsichtbaren, chemisch-filmischen Rückstände auf den Oberflächen. Es handelt sich dabei um Öle, Fette, Emulsionen und weitere Chemikalien, deren Zusammensetzung häufig unbekannt ist. Diese unspezifischen Kontaminationen machen eine Reinigungslösung erforderlich, die das zuverlässige und bedarfsgerechte Entfernen sicherstellt. Die Ecoclean GmbH hat dafür Untersuchungen mit der Laser-, der CO 2 -Schneestrahl- und der nasschemischen Lösemittelreinigung sowie dem Dampfstrahlen durchgeführt. Sowohl mit dem Laser als auch mit der CO -Schneestrahlreinigung lassen sich 2 Schmauch und Oxide sowie chemischfilmische Verunreinigungen und Partikel von den Schweißnähten der gefügten Bipolarplatten punktuell innerhalb weniger Sekunden gut entfernen. Beim Reinigen der kompletten Oberflächen der Bipolarplatten werden mit beiden Verfahren ebenfalls gute Ergebnisse erzielt. Da mit dem Laser die Oberfläche Zeile für Zeile abgefahren werden muss, war die Reinigung zeitintensiv. Bei der CO 2 -Schneestrahlreinigung kann das System mit einer entsprechenden Anzahl von Strahldüsen ausgestattet werden, so dass ein zügiges Bearbeiten der gesamten Oberfläche möglich ist. Durch die nasschemische Reinigung mit Lösemittel im Flutverfahren konnten Öle und Fette sowie Partikel gut entfernt werden. Fürs Abreinigen von Emulsionen, Schmauch und Oxiden ist das Verfahren dagegen nicht anwendbar. Eine nasschemische Tauchreinigung mit wasserbasierten Medien ist aufgrund der erforderlichen Trocknung nur bedingt und mit sehr hohem Aufwand möglich. Sehr gute Ergebnisse wurden beim Abreinigen filmisch-chemischer und partikulärer Verschmutzungen sowie von Schmauch und Oxiden mit dem Dampfstrahlen erreicht. Die Reinigungswirkung basiert bei diesem Verfahren auf dem Zusammenwirken von Dampf mit einem exakt auf die Reinigungsaufgabe abgestimmten Flüssigkeitsanteil, einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom und einem angepassten Düsenkonzept. Der Reinigungsprozess beanspruchte ebenfalls nur wenige Sekunden. Messtechniken für Validierung Die Kontrolle der Reinigungsergebnisse erfolgte anhand der Oberflächenspannung mit den Messtechniken Kontaktwinkelmessung und Testtinten, durch Fluoreszenzmessung sowie Infrarotspektroskopie. Die Fluoreszenzmesstechnik erwies sich aufgrund nicht fluoreszierender Verunreinigungen als nicht geeignet. Bei den Eingangsmessungen der Oberflä- chenspannung zeigten die Bipolarplatten sehr unterschiedliche Verschmutzungswerte, die nach dem Reinigen signifikant verringert waren. Eine generelle Aussage, ob das Bauteil die für den nächsten Prozessschritt nötige Sauberkeit aufweist, lässt sich nicht treffen. Es sind dafür entsprechend prozessspezifische Anforderungen zu ermitteln. Für die Infrarotspektroskopie wurden an den Proben (Coilabschnitte und Bipolarplatten) zunächst alle Rückstände entfernt, also eine Referenzsauberkeit hergestellt. Nach der mittels IR-Spektroskopie erfolgten Analyse der Oberflächen, wurden die Proben mit einer Referenzverschmutzung verunreinigt, die Reinigung durchgeführt und danach erneut analysiert. Das Ergebnis zeigte, dass mit der Dampfreinigung die filmischchemischen Verschmutzungen zuverlässig entfernt werden konnten. Reinigungsversuche und -kontrollen führten die Experten für Bauteilreinigung und Oberflächenbearbeitung im Monschauer Testzentrum von Ecoclean mit den genannten und weiteren Verfahren durch. Automatisiert und integriert Für einen effizienten Workflow kann die Reinigung vor dem Fügen oder dem Beschichten in Fertigungslinien integriert werden. Die Automatisierung lässt sich dabei genau an die spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten der jeweiligen Produktionslinie anpassen. www.ecoclean-group.net Die gute Reinigungswirkung der Dampfreinigung basiert auf dem Zusammenspiel von Dampf mit einem exakt auf die Reinigungs - aufgabe abgestimmten Flüssigkeitsanteil, einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom und einem angepassten Düsensystem. Bild: Ecoclean 50 Industrieanzeiger » 07|2021
Sonderanlage reinigt Elemente der Frontstruktur von E-Fahrzeugen Saubere Teile sorgen für Sicherheit Damit die Stabilität und Sicherheit von Elektroautos gewährleistet ist, müssen lange Strukturbauteile vor dem Verkleben und Verschweißen zuverlässig und prozesssicher gereinigt werden. Dafür bietet BvL speziell zugeschnittene Anlagen- und Messtechnik an. Wer die Motorhaube eines Elektro - autos öffnet, sieht einen offenen Laderaum vor sich. Der Motor als Antriebselement fehlt und damit auch die vom ihm ausgehende Sicherheit für die Stabilität und den Schutz der Insassen. Um die Sicherheit der Fahrgäste und die Unversehrtheit der Batterie im Falle einer Kollision zu gewährleisten, werden neue Elemente aus Leichtbaumaterialien, etwa Aluminium oder Hybridwerkstoffen eingesetzt. Die Frontstruktur eines E-Fahrzeuges wird komplett neu konzipiert und verstärkt, so dass die Steifigkeitt und die Festigkeit der Karosserie trotz des Wegfalls des Verbrennungsmotors ge- währleistet ist. Damit diese neu eingesetzten Elementee einwandfrei geklebt und geschweißt wer- den können, ist zuvor eine gründliche wässrige Reinigung nötig. Die Bauteilee müssen fett- und fleckenfrei sein. Aber auch alle weiteren Hohlprofile, die aus Gründen der Gewichts- und Lärmreduktion verwendet werden, müssen im Inneren und außen gründlich gereinigt werden. Reinigen von langen Teilen Bernhard Sievering, Geschäftsführer und Inhaber der BvL Oberflächentechnik GmbH, berichtet von den vielseitigen Anforderungen beim Reinigen in der E-Mobilität: „Als Spezialist für moderne Reinigungslösungen im Automobilbereich sind wir auch im Bereich E-Mobilität aufgestellt. Wir reinigen diese neuen Teile im Durchlauf- oder Chargenbetrieb.“ Fürs Reinigeng besonders langer Karosserie - teile wie Strangpressprofilen eignet sich die Reinigungsanlage Ocean 1600 RW 2-Tank mit einer Sondernutzhöhe. Die Entwickler haben einen speziellen Werkstückträger konstruiert und gefertigt, auf dem die bis zu 2200 mm langen Bild: BvL Ein ns peziel el ler Waren trä ger posi- tio niert die Ka ros ser erie ieteil eile ein nd der Dre hte lleran lag age eOcea ea nexak xakt ta auf die zu reini gen den St ell en. Teile senkrecht fixiert und exakt positioniert werden. Mit einem Hubtisch wird der Werkstückträger auf die Maschinenhöhe angehoben. Nach dem Reinigen im Spritzverfahren wird mit VE-Wasser gespült, um Rückstände von Mineralien und Reinigern zu reduzieren. Messtechnik sichert Prozess Die Umlufttrocknung in Form einer vertikalen, die gesamte Nutzhöhe abdeckenden Abblasdüse, trocknet die Teile. Die Rotation des Drehtellers mit dem Werkstückträger an der Trocknungsdüse vorbei, sorgt fürs gründliche Trocknen an allen Seiten. Die Oberflächenspannung für die Lackierfähigkeit von mehr als 38 mN/m wird laut BvL sicher erzielt. Die Lackhaftung sei gewährleistet, solange die Anlagenparameter stabil bleiben. Fürs Auswerten und Überwachen von Anlagenparametern wie dem Leitwert, dem Druck oder der Temperatur sind mehrere Sensoren, darunter die Libelle Fluid Control oder die Libelle Cleaner Control, je Charge im Einsatz. Die Messwerte werden auf einem integrierten Data Logger gespeichert. Die Libelle- Produkte sorgen für eine gute Qualitätskontrolle und Prozessüberwachung. Libelle Oil Control Solo misst die Teileober - fläche zur Absicherung der Lackierfähigkeit der Bauteile nach dem Reinigen. Mithilfe des mobilen Geräts kann der Werker schnell entscheiden, ob das Bauteil für den Folgeprozess geeignet ist. Neben langen Strukturbauteilen reinigen die Anlagen aus Emsbüren auch andere Komponenten für Elektrofahrzeuge effizient und prozesssicher. Beispiele dafür sind Batteriegehäuse sowie verschiedene Elemente der Antriebstechnik und der Leistungselektronik. (mw) www.bvl-group.de Industrieanzeiger » 07|2021 51
