Formenreinigung: Wirbelbett & Trockeneisstrahler

Das Reinigen von Spritzgiessformen hat einen wesentlichen Einfluss auf Produktivität und Qualität im Spritzgiessen und ist immer wieder eine Herausforderung. Im wesentlichen geht es um den Zielkonflikt zwischen möglichst gründlicher Reinigung einerseits und möglichst kurzem Betriebsunterbruch andererseits. Die Standardlösung war bis jetzt das Wirbelschicht-Verfahren: In Wirbelschicht-Öfen wird unter Sauerstoff-Armut der anhaftende Kunststoff weggeschwelt. Diesem Verfahren gesellt sich in neuster Zeit das Trockeneisstrahlen hinzu. Auslöser ist vor allem die Verfügbarkeit kompakter, sparsamer, und kostengünstiger Trockeneisstrahler.

Wirbelschicht-Verfahren / Wirbelbett / Fluid Bed




















Funktionsprinzip: Das zu reinigende Teil, also die Spritzgiessform, wird vollständig in ein Bett aus heißem, fluidisiertem Quarzsand eingetaucht. Der heisse Sand fungiert als Wärmeträger und erhitzt das zu reinigende Teil so weit, daß die Anhaftungen vollständig verdampfen. Die dabei entstehenden Prozess-Abgase werden in einem nachgeschalteten Bereich bei hoher Temperatur verbrannt.

Vorteile:
- Keine Beschädigungen der zu reinigenden Teile. Nicht abrasiv.
- Umweltverträglich; lediglich Abgabe von CO2 und Wasser
- Sehr effektiv, entfernt die Anhaftungen auch aus schwer zugänglichen Bereichen

Nachteile:
- Hohes Investitionsvolumen (ab ca. Euro 18000.-)
- Hoher Platzbedarf
- Form muss für Reinigung demontiert werden; hohe Stillstandszeiten

Anbieter (Kunststoff-Industrie):
Keppel Seghers
Schwing


Trockeneisstrahlen

















Funktionsprinzip:
Trockeneispellets als Strahlmittel werden mit Druckluft auf 300 m/s beschleunigt und treffen mit hoher kinetischer Energie auf die Schmutzschicht auf. Dabei kühlen sie diese auf minus 80°C ab; die Schmutzschichht schrumpft und wird spröde. Gleichzeitig verdampfen die Trockeneispellets und dehnen sich schlagartig auf das bis zu 700-fache aus, was die die Schmutzschicht von der Oberfläche absprengt.

Vorteile:
- Keine Beschädigungen der zu reinigenden Teile. Nicht abrasiv.
- Umweltverträglich; CO2 als Reinigungsmittel
- Tiefes Investitionsvolumen (ab ca. Euro 6000.-)
- Keine Demontage für die Reinigung. Kurze Stillstandszeiten.
- Geringer Platzbedarf.

Nachteile:
- Weniger effektiv, vor allem in schwer zugänglichen Bereichen

Anbieter (Kunststoff-Industrie):
Reglotec


Fazit:
Die ideale Lösung besteht wohl darin, mit Trockeneisstrahlen die regelmässige Reinigung der Form z.B bei Schichtwechsel zu bewerkstelligen und mit dem Wirbelschichtverfahren in grösseren Abständen die Form gründlich zu reinigen. Wer die damit verbundenen hohen Investitionskosten scheut, kann die sporadische Wirbelschicht-Reinigung ja auch extern vergeben.

Trockeneisstrahlen in der KFZ-Technik

Interssanter Artikel in der KFZ Technik:

"Die Spezialisten von Cooltec nutzen dazu die derzeit modernste Methode, das sogenannte Trockeneisstrahlen. [...] Ergebnis: ein blitzblanker Unterboden bzw. Motor. So werden Beschädigungen am Trägermaterial sichtbar gemacht, Korrosionsansätze im frühen Stadium geortet und den Rost kostengünstig stoppen.
Intakte Lackschichten, Kunststoffleitungen, Kabel und andere empfindliche Teile wie etwa die Lichtmaschine bleiben unversehrt und müssen nicht zeitaufwendig geschützt werden."

Im Forum BMW-Einzilinder findet sich eine Übersicht der Vor- und Nachteile des Trockeneisstrahlens.

VORTEILE - der Eisstrahl kommt an Stellen, die man sonst kaum oder nur sehr schwerlich mit der Drahtbürste oder dem Schaber erreichen könnte - anders als beim Sandstrahlen kann das Fahrzeug komplett montiert bleiben, wenn es von unten einschließlich der Radhäuser gestrahlt werden soll, um z.B. den Unterbodenschutz zu entfernen; das Abkleben von Lackflächen oder Bremsen und Achsen (oder Ölleitungen im Motor) entfällt - Nicht abrasiv; es findet kein Materialabtrag statt (Oberfläche des Bauteils wird nicht zerstört/angegriffen) - Umweltfreundlich; es muss nur der abgelöste Belag entsorgt werden, nicht aber das Strahlmittel - man sieht nach der Arbeit, welche rostigen Stellen besonderer Zuwendung bedürfen - die gereinigten Teile und Flächen sehen fast aus wie bei Werksauslieferung

NACHTEILE - bei Rostbefall ist anschließend ein abrasives, also abtragendes Strahlverfahren (z.B. Sandstrahlen) oder der Einsatz der Drahtbürste weiterhin erforderlich; lediglich Oberflächenrost kann entfernt werden - Aufkleber, spröde Fahrzeugteile oder textile Kabelummantelungen bedürfen einer besonderen Beachtung, der man sich schlagartig bewusst wird, wenn einem die Fragmente um die Ohren fliegen - das Verfahren ist zeitaufwendig und teuer; mal eben so drüber, wie es der Hobbyschrauber vielleicht beim Sandstrahlen von Kleinteilen zu Hause macht, ist nicht - nichts für den „Einmalstrahler“, da Erfahrung für die zu bearbeitenden Materialien und die Einstellungen der Geräte erforderlich ist

Wer nicht bereit ist, 12'000 € für einen grossen Trockeneisstrahler und noch einmal wesentlich mehr für einen 2 m3-Kompressor (oder grösser) auszugeben, findet bei Reglotec einen Klein-Trockeneisstrahler unter 6000 €; für kleinere Reinigungs-Arbeiten durchaus genügend, dafür wesentlich flexibler.

Trockeneisstrahlen / Trockeneisreinigen

(wikipedia) - Das Trockeneisstrahlen ist ein Druckluftstrahlverfahren, bei dem als Strahlmittel festes Kohlendioxid, sogenanntes Trockeneis, mit einer Temperatur von -78,5 °C eingesetzt wird. Das Verfahren wird in der Oberflächentechnik zum Reinigen eingesetzt. Trockeneis ist elektrisch nicht leitend, chemisch inert, ungiftig und nicht brennbar. Im Gegensatz zu anderen Strahlmitteln geht Trockeneis bei Umgebungsdruck ohne Verflüssigung direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über.

DRYICE SOLUTIONS GmbH bringt den Micro-Jet, ihren bislang kleinsten Trockeneisreiniger

(pressebox) München, 24.01.2007 - «"Micro -Jet" heißt die neue Trockeneisstrahlanlage der DRYICE SOLUTIONS GmbH aus Taufkirchen bei München, die den Reinigungsmarkt revolutioniert. Die preisgünstige Anlage ist kaum größer und schwerer als ein Getränkekasten und aufgrund durchdachter Ergonomie handlich und mobil.»

Da mussten wir doch gleich mal die technischen Daten mit dem beliebten PolarJet vergleichen:

Micro-Jet

Gewicht: 53 kg

Abmessungen:365 x 575 x 1000 mm

Trockeneis-Verbrauch min.: 30 kg/h

Druckluftverbrauch min.: 1 m3/min; 6 bar

PolarJet

Gewicht: 35 kg

Abmessungen: 360 x 500 x 850 mm

Trockeneis-Verbrauch min.: 5 kg / h

Druckluftverbrauch min.: 0,5 m3/min; 5 bar

Der PolarJet ist also doch noch einiges kleiner und handlicher. Die wichtigsten Kriterien sind aber Trockeneis- und Druckluftverbrauch. Auch dort liegt das schweizerische Produkt klar vorne.

Weiter heisst es bei pressebox:

«Die Anforderungen an die Druckluftversorgung konnten erheblich gesenkt werden. Auch der Verbrauch des Strahlmittels konnte fast um die Hälfte gesenkt werden. Ein Vorteil für die Mitarbeiter - die Anlage arbeitet äußerst geräuscharm.



Eine weitere Innovation stellt der von DRYICE SOLUTIONS entwickelte, sogenannte "Scrambler" dar. Der Scrambler ist als Zusatz für die Trockeneisstrahlanlagen erhältlich und zermahlt die Trockeneispellets in Trockeneispulver. Besonders für die Reinigung empfindlicher Oberflächen, feiner Strukturen oder Hinterschneidungen ist der Einsatz des Scramblers empfehlenswert.



Das Trockeneisstrahlen ist ein umweltfreundliches und effektives Verfahren zur Reinigung von Oberflächen. Reiskorngroße, sogenannte Pellets aus Trockeneis mit Druckluft werden bis zu Schallgeschwindigkeit, auf die zu reinigende Oberfläche gestrahlt. Durch die schlagartige Abkühlung versprödet die abzutragende Schmutzschicht, löst sich vom Untergrund und wird dann von den nachfolgenden Pellets vollständig abgetragen. Die Grundoberfläche wird dabei nicht beschädigt. Beim Aufprall auf die zu reinigende Oberfläche sublimieren die -79 Grad Celsius kalten Pellets - zurück bleibt nur der gelöste Schmutz - die kosten- und zeitaufwendige Aufarbeitung oder Entsorgung der verschmutzten Reinigungsflotte entfällt.



Grundsätzlich lassen sich mit dem Verfahren fast alle Anhaftungen oder Verschmutzungen, wie zum Beispiel Leime, Fette, Öle, Korrosionsschichten, Wachs Verkrustungen, Farben oder Trennmittel entfernen. Zu den klassischen Anwendungsgebieten gehört die Reinigung von Maschinen, Produktionsanlagen, Gussformen und Werkzeugen. Aber auch elektronische Bauteile können problemlos gereinigt werden, da Trockeneis nicht leitend ist.»