Plasmareinigung Oberflächen lieber per Plasma statt mit Chemie reinigen

Autor / Redakteur: Maria Laure / Peter Königsreuther

Wenn Bauteile weiter verarbeitet werden sollen, müssen sie blitzsauber sein. Ohne Öl, Staub & Co.. Die Reinigung erfolgt meist auf eine umwelttechnisch nicht optimale Weise. Das muss nicht sein...

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Das Acerios-System von Fronius ermöglicht mittels Plasmatechnologie eine besonders umweltschonende und wirtschaftliche Oberflächenreinigung – ohne chemische Zusätze.
Das Acerios-System von Fronius ermöglicht mittels Plasmatechnologie eine besonders umweltschonende und wirtschaftliche Oberflächenreinigung – ohne chemische Zusätze.
(Bild: Fronius)

Absolute Sauberkeit wird etwa vor dem Kleben und Dichten, Lackieren und Bedrucken sowie dem Löten und Schweißen verlangt. Um zum Beispiel im Karosseriebau einzelne Aluminiumbauteile mittels Punktschweißen zu einer Seitenwand verbinden zu können, muss deren Oberfläche von Fremdpartikeln oder Schmutzfilmen befreit werden, sonst ist die Schweißverbindung nicht prozesssicher ausführbar.

Die chemische Teilereinigung hat ihre Nachteile

Bisher setzte man in der Automobilindustrie für die Reinigung auf chemische Verfahren. Jedoch ist der Umgang, die Lagerung und nicht zuletzt die spätere Entsorgung der chemischen Substanzen nicht nur heikel für den Anwender und teuer, sondern birgt auch die Gefahr von Problemen für die Umwelt. Darüber hinaus darf man solche Reinigungsprozesse nur anwenden, wenn man strenge Sicherheitsauflagen erfüllt – also einigen Aufwand betrieben hat.

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Hinzu kommt, dass fast das gesamte Bauteil in die Chemikalien eingetaucht werden muss – eine punktgenaue Reinigung, die oft ausreichen würde, ist also schon gar nicht möglich.

Besser geht es mit schonender Chemie plus Physik

Das Acerios-System von Fronius ermöglicht mittels Plasmatechnologie eine besonders umweltschonende und wirtschaftliche Oberflächenreinigung. Und so geht das: heiß-aktives Plasma beseitigt Verschmutzungen thermisch und auch noch punktgenau. Das geht außerdem recht schnell und wirksam. Behandelt werden können Aluminium und Stahl, aber auch Kunststoffe. Sogar Glas und Keramik bekommt man mit der Alternative schnell sauber. Das Acerios-System erzeugt dazu eine Plasmaflamme, die eine Temperatur von rund 1000 °C hat. Ein Roboter führt den Brenner dabei mit Geschwindigkeiten von etwa 6 m/min über die Oberfläche.

Trifft das heiß-aktive Plasma auf Oberflächen, reinigt der Gasstrom einerseits mechanisch. Andererseits lösen das Plasma sowie die entstehende Hitze einen chemischen Prozess aus. Diese Kombination aus chemischem als auch mechanischem Prozess beseitigt organische und filmartige Verschmutzungen zuverlässig.

Je nach Anforderung, können so ganze Flächen oder eben auch gezielt nur einzelne Bereiche behandelt werden. Das heißt, dass man alles statt so sauber wie möglich zu machen, mit dem Acerios-System auch punktgenau, und nur so sauber wie nötig machen kann. Die Folge ist eine deutlich höhere Effizienz beim Reinigen. Und das bewirkt auch eine unmittelbare Ressourcenschonung. Umweltfreundlich wird die Technologie einmal mehr, weil sie logischerweise ohne schädliche Reinigungszusätze auskommt.

Die wichtigsten Komponenten im Überblick

Das System ist relativ einfach aufgebaut und kann auch leicht in Fertigungsstrecken integriert werden. Das Acerios-System besteht aus wenigen Komponenten. Diese sind:

  • ein Plasmabrenner mit aktiver Kühlung;
  • eine tromquelle mit einem Leistungsbereich von 35 bis 200 A;
  • ein Industrieroboter, der den Brenner führt;
  • eine aktive Prozessgasregelung;
  • ein Kühlsystem, das je nach Betriebsart (von Spot- bis Dauerbetrieb) unterschiedliches leistet.

Die Sache mit dem Atmosphärendruck-Plasma

Das System braucht auch wenig Platz und lässt sich durch verschiedene Interface-Varianten sehr einfach in automatisierte Systeme und Produktionslinien integrieren. Vordefinierte Jobeinstellungen reduzieren die Einarbeitungsphase und machen das Gerät intuitiv bedienbar.

Durch den Einsatz von Plasma in der Schweißtechnik verfügt Fronius über umfangreiches Know-how in diesem Bereich. Seit fast zehn Jahren forscht das Unternehmen parallel an Anwendungsmöglichkeiten von Plasma in der Oberflächenbehandlung. Den Schlüssel hierzu fand man schließlich in der Erzeugung von Atmosphärendruck-Plasma, einem gasförmigen, sehr heißen und damit energiereichen Ensemble aus Atomen, Molekülen, Ionen und freien Elektronen.

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