Moderne Mess-Systeme prüfen die Sauberkeit von Werkstücken schnell und zuverlässig. Das Ergebnis lässt sich im Rahmen der Qualitätssicherung dokumentieren. Manchmal führt jedoch auch schon eine einfache Prüfmethode ans Ziel.
Doris Schulz ist freie Journalistin in Korntal
Teilefertiger müssen immer öfter Werkstücke mit exakt definierter Sauberkeit liefern. Effektive Prüf- und Qualitätssicherungsverfahren sind für sie deshalb unerlässlich. Um die Reinheit einer Oberfläche zu bewerten, gibt es eine Vielzahl von Tests und analytischen Verfahren. Eine eindeutige Aussage lässt sich jedoch oftmals nur durch die Kombination mehrerer Methoden treffen. Sie sind gezielt für die jeweilige Verschmutzung auszuwählen.
Zur qualitativen Bewertung der Sauberkeit kann ein Werkstück mit einem weißen Tuch abgewischt werden. Bildet sich darauf ein Grauschleier, ist das Werkstück nicht sauber. Das Problem dabei: Durch kräftiges Reiben kann Abrieb entstehen, der als Verschmutzung gedeutet wird, obwohl die Oberfläche eigentlich in Ordnung ist.
Einfache Verfahren, um die Fettfreiheit zu prüfen, sind die Wasserablaufprobe, der Sprühnebeltest oder Prüftinten. Bei der Wasserablaufprobe wird die zu prüfende Oberfläche mit fließendem Wasser gespült und anschließend beurteilt, welcher Anteil der Oberfläche wie lange mit Wasser benetzt bleibt. Reißt der Wasserfilm über eine Minute nicht auf, ist die Oberfläche fettfrei. Der Sprühnebeltest ist eine verfeinerte Form der Wasserablaufprobe. Als fettfrei kann die Oberfläche angesehen werden, wenn die Tropfen zu einem gleichmäßigen Film ausfließen. Prüftinten stehen mit definierten Oberflächenspannungen zur Verfügung. Durch den Auftrag eines dünnen Films wird die Oberflächenspannung des Teils bestimmt. Je höher sie ist, desto reiner ist die Oberfläche. Öl und Fettrückstände bewirken ein lokales Herabsetzen der Oberflächenspannung und damit eine ungleichmäßige Benetzung.
Ein neues praxistaugliches, analytisches Messverfahren zum Nachweis von organischen Verunreinigungen unterschiedlicher Art ist das Online-Laser-Monitoring. Das Verfahren, das die Monschauer Dansotec GmbH auf der Messe Parts-2-Clean in Friedrichshafen vorstellt (Halle B 1, Stand D 413), ermöglicht berührungslose und zerstörungsfreie Sauberkeitsanalysen mit hoher Genauigkeit. Es funktioniert auf der Basis zeitaufgelöster Fluoreszenzmessung. Die zu untersuchende Oberfläche wird durch einen gepulsten UV-Mikrochiplaser optisch angeregt. Ein Interferenzfiltersystem differenziert die von den angeregten Molekülen ausgehende Fluoreszenz, die dann mit Hilfe eines Photomultipliers quantitativ ausgewertet wird. Durch den 3000 Mal pro Sekunde stattfindenden Auswertevorgang lassen sich selbst minimale Rückstände organischer Verschmutzungen anhand der spezifischen Abklingfunktion der Fluoreszenz zuverlässig und schnell nachweisen. Der ermittelte Kontaminationswert wird vom System direkt angezeigt und automatisch protokolliert. Ein sofortiges Reagieren auf zu hohe Restschmutzwerte ist dadurch ebenso möglich wie ein DIN-konformes Qualitätsmanagement. Systeme für das Online-Laser-Monitoring stehen als mobile Geräte für die selektive Einzelteilmessung in Prüflabors ebenso zur Verfügung wie für die bedarfsorientierte, punktuelle Prüfung einzelner Chargen, etwa in Härtereien. Als Stationärgeräte mit automatischer Sensorführung an einem Roboterarm lassen sie sich in Fertigungsprozesse integrieren. Zur Qualitätssicherung wird ein definiert vorgegebener Kontaminationswert kontinuierlich überwacht und jeder Wert außerhalb des Toleranzbereiches direkt angezeigt.
Partikel, Staub und sonstige Verunreinigungen auf technischen Oberflächen misst der Particle-Guard. Die Streiflichttechnik des tragbaren Mess-Systems liefert nach Aussage der Stuttgarter ACP – Advanced Clean Production GmbH (Halle B 1, Stand D 408) zuverlässig reproduzierbare und hochgenaue Messergebnisse. Diese werden einschließlich des Live-Bildes sofort auf der integrierten TFT-Anzeige dargestellt und lassen sich als Referenz für Vergleichsmessungen abspeichern. Das System funktioniert auf unterschiedlichen Oberflächenmaterialien.
Um die geforderte Sauberkeit unter ökologisch und ökonomisch sinnvollen Bedingungen zu erzielen, sind nicht nur hochwertige Anlagentechnik und eine auf die Verschmutzung abgestimmte Chemie erforderlich, sondern auch die optimale Einstellung der Reinigerkomponenten. Eine neue, industrietaugliche Inline-Messtechnik der Dresdener Sita Messtechnik GmbH (Halle B 1, Stand D 413) ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Tensidkonzentration im laufenden Prozess anhand der dynamischen Oberflächenspannung mit der Blasendruckmethode. Das Messsystem wurde aus den Erfahrungen der prozessnahen Anwendung von Tensiometern entwickelt. Es werden nur freie, also waschaktive Tenside ermittelt: Eine Pumpe entnimmt kontinuierlich Proben aus dem Vorlagebehälter der Reinigungsanlage, lässt diese durch das Messgefäß strömen und führt sie in den Vorlagebehälter zurück. Die gemessenen Werte gibt das Gerät über Analogschnittstellen sowie über eine Anzeige aus. Der automatische Messablauf mit Kalibrierung sorgt für reproduzierbare Messbedingungen. In einstellbaren Zeitabständen kalibriert sich das System selbstständig mit Frischwasser.
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