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Teile kriegen ihr Fett weg, aber nur wo’s nötig ist

Festkörperlaser reinigen Bauteile in definierten Bereichen
Teile kriegen ihr Fett weg, aber nur wo’s nötig ist

Laserstrahlung reinigt metallische Bauteile präzise und lokal begrenzt. Deutliche Kostenvorteile können dabei durch den Einsatz von Festkörperlasern erzielt werden.

Dipl.-Ing., Dipl.-Kfm. Edwin Büchter ist Geschäftsführender Gesellschafter der Clean-Lasersysteme GmbH, Herzogenrath

Präzise zu führendes Laserlicht ermöglicht, Deckschichten wie etwa Oxidationsschichten, Lacke, Fette oder Harze von Metallen zu entfernen. Da die Reinigung beim Laserstrahlverfahren durch den Einsatz von Licht erfolgt, wird kein Strahlmittel benötigt. Die Belastung der Arbeitsumgebung und der Umwelt ist dadurch sehr gering. Die abgetragenen Deckschichten verdampfen und lassen sich lokal absaugen.
Im Gegensatz zu nass-chemischen Verfahren ermöglicht das Laserstrahlverfahren, Bauteile auch partiell zu reinigen. Der Reinigungsbereich lässt sich bis auf wenige Mikrometer genau definieren. Empfindliche Bauteilbereiche oder Oberflächensegmente werden vom Reinigungsprozess nicht beeinflusst. Gleichzeitig entsteht durch die partielle Reinigung und die damit verbundene Flächeneinsparung ein deutlicher Kostenvorteil.
Industriell etabliert hat sich die Laserstrahl-Reinigungstechnik insbesondere- beim partiellen Entlacken und Entschichten von Bauteilen sowie,
– beim Entfernen von Oxidschichten und Ziehfetten vor der Fügebehandlung,
– beim Reinigen von Bauteilen in der Vorbehandlung von Lackier-, Beschichtungs- oder Fügevorgängen,
– beim Reinigen von Werkzeugen und Formen in der Kunststoff- und Gummiindustrie.
Die Betriebskosten solcher Reinigungs-Laser, wie sie unter anderem die Clean-Lasersysteme GmbH aus Herzogenrath herstellt, liegen mit maximal 5 DM/h deutlich unter denen vergleichbarer Ultraschallreinigungsanlagen oder Partikelstrahlanlagen.
Prinzipiell lassen sich zur Bauteilreinigung verschiedene Lasersysteme einsetzen. Neben Gasentladungslasern, wie etwa dem CO2-Laser, kommen jedoch insbesondere Festkörperlaser-Strahlsysteme zum Einsatz. Diese Nd:YAG-Laser sind nahezu verschleiß- und wartungsfrei. Der Anwender kann die Parameter des Laserstrahls präzise auf den jeweiligen Einsatz einstellen. Zudem verursachen diese Geräte keinen Lärm und sie lassen sich bei geringem Platzbedarf einfach in die Fertigungslinie einfügen.
Durch die Bündelung des gepulsten Laserlichtes und die kurze Einwirkzeit im Nanosekundenbereich wird die Lichtenergie schlagartig in thermische Energie umgewandelt. Als Folge verdampft die lichtaufnehmende Deckschicht. Oxidations- und Lackschichten, aber auch Fette, weisen gegenüber der infraroten Strahlung eines Festkörperlasers in der Regel ein hohes Absorbtionsvermögen auf und lassen sich somit effizient abtragen. Die Lichtenergie wird dabei nicht ins Grundmaterial abgeleitet. Über die Wahl der geeigneten Laserparameter lässt sich das Verfahren an unterschiedliche Anwendungen anpassen.
Sollen Bauteile in der Linie gefügt werden, so hat eine konventionelle Reinigungstechnik Nachteile. Reste des Strahl- oder Reinigungsmediums führen zu einer Verschmutzung oder Benetzung der Oberflächen. Korrosion oder Lackeinschlüsse am Endprodukt sind die Folge. Mit dem Laser kann der Anwender zum Beispiel Metallbänder im Endlosverfahren mit Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu 20 m/min von Fett- und Oxidschichten befreien. Dabei bearbeitet er lediglich einige Millimeter des zu verschweißenden Randbereiches.
Bei Reinigungskosten von weniger als 0,5 Pf pro laufendem Meter lassen sich mit dem Laser gegenüber der Ultraschalltechnik deutliche Einsparungen erzielen. Gleichzeitig zeichnet sich das Verfahren durch eine konstante Qualität aus. Auch bei komplexeren Bauteilen, die aus mehreren Materialien aufgebaut sind, ist eine definierte Reinigung oder Vorbehandlung möglich. So lassen sich beispielsweise bei Bremsbelagträgern durch den Laser günstige Beschichtungseigenschaften realisieren. Die laufenden Reinigungskosten von mehr als 15 Pf pro Bauteil bei konventioneller Sandstrahltechnik reduzieren sich auf weniger als 2 Pf bei Einsatz eines Nd:YAG-Festkörperlasers.
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 20
Ausgabe
20.2021
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