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27. Fachtagung Industrielle Bauteilreinigung

Potenzial im Prozess

| Autor: Stéphane Itasse

Kosten runter – Teilereiniger kennen diese Anforderung zu genüge. Sie lässt sich allerdings vergleichsweise gut umsetzen, wenn man über den Tellerrand des eigentlichen Reinigungsprozesses hinaus blickt.

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Bestmögliches Ergebnis bei kleinstmöglichem Preis – das gilt auch für die Bauteilreinigung. Mit Automatisierung und optimierten Prozessabläufen kommt man dem Anspruch ein gutes Stück näher.
Bestmögliches Ergebnis bei kleinstmöglichem Preis – das gilt auch für die Bauteilreinigung. Mit Automatisierung und optimierten Prozessabläufen kommt man dem Anspruch ein gutes Stück näher.
( Bild: PWO )

Was sich alles bei der Teilereinigung an Effizienzpotenzialen heben lässt, zeigte Dr. Frank Repenning, zuständig für Entwicklung Oberflächenprüftechnik im Progress-Werk Oberkirch (PWO), auf der 27. Fachtagung Industrielle Bauteilreinigung anhand der Optimierung der Supply Chain am Beispiel des PWO-Reinigungsprozesses. Zuvor bestand die Inhouse-Teilereinigung beim Automobilzulieferer im Wesentlichen aus der Entfettung. Um die Kundenanforderungen an den Restschmutz zu erfüllen, arbeitete der Blechspezialist mit externen Partnern zusammen. „Dahinter stehen viele Aufwendungen, der Endkunde muss vergleichsweise hohe Kosten tragen“, erläuterte Repenning auf der Tagung.

Genau diese Kosten wollte jedoch ein Kunde nicht mehr übernehmen, ohne aber Qualitätseinbußen zu akzeptieren. Das bewog PWO, die Vorgänge bei der Zusammenarbeit mit den Lohnreinigern zu analysieren. Das Ergebnis war eine veränderte Lieferkette: Statt zuvor das Reinigen und Verpacken der Teile einerseits sowie die Reinigung der Transportbehälter andererseits an externe Dienstleister zu vergeben, übernahm PWO diese Ausgaben selbst. Damit waren nicht mehr vier Unternehmen – PWO, der Kunde, der Reinigungsdienstleister für PWO und der Reinigungsdienstleister des Kunden – involviert, sondern nur noch zwei: PWO und der Kunde selbst.

Selbst entwickelte Kombination aus Waschkorb und Kleinladungsträger

Wesentlich für die Prozessverbesserung war zudem eine von PWO neu entwickelte Kombination aus Waschkorb und Kleinladungsträger. „Wir nennen es Reinigungsmagazin“, berichtete Repenning und zählte auf: „Es eignet sich für den Transport, das Handling, die Automatisierung, bietet eine gute Durchströmung und es kann mit in die Reinigungsanlage.“ Damit durchläuft das Reinigungsmagazin die Prozesskette von der Bauteilreinigung bis zur Maschine des Kunden. Das Reinigungsmagazin selbst ist aus Kunststoff gefertigt und hat einen Boden, der mit Öffnungen versehen ist, Seitenwände wie ein Kleinladungsträger sowie individuelle Teileaufnahmen für jede Bauteilgeometrie.

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PWO beschaffte zudem eine eigene Durchlauf-Spritzreinigungsanlage. Darin sind zwei Kammern für das Waschen enthalten, danach kommen vier Spülbecken. Die anschließende Trocknung ist so ausgelegt, dass sie auch die aufwendige Aufgabe bei den Kunststoffteilen erfüllen kann: zunächst ein Warmluftgebläse, dann ein Warmumluftprozess zum Eindampfen. Damit die Mitarbeiter die Bauteile nach dem Trocknen handhaben können, ist nach der Trocknung eine Kühlzone vorhanden. In einem Sauberraum werden die Teile dann entnommen, durch eine Schleuse geführt und dann verpackt. „Die Qualität ist hier signifikant besser als das, was wir mit unseren Lösemittelanlagen erreichen“, sagt Repenning. Angeschlossen an den Sauberraum ist ein Sauberkeitslabor. Die Anlage verfügt über eine Abwasseraufbereitung und läuft damit abwasserfrei, verwendet wird VE-Wasser. „Mit der eigenen Anlage erreichen wir die Anforderungen des Kunden an Qualität und Kosten“, bilanzierte Repenning.

Schon bisher konnte PWO nach seinen Worten eine ganze Reihe von Vorteilen durch die neuen Abläufe realisieren. Der Wegfall von externen Dienstleistern spart Geld, Transporte und schont die Umwelt; die Reduzierung der Schnittstellen und die Minimierung der Handlingschritte sparen ebenfalls Geld und erhöhen die Qualität. Vorteile bei der Verpackung ergeben sich dadurch, dass sie in gleicher Qualität gereinigt wird wie die Bauteile, ebenfalls eine Qualitätsverbesserung. Hinzu kommen noch eine Minimierung der Qualitätsrisiken und der Transportwege, eine Überwachung der Qualität direkt an der Linie und nicht zuletzt eine verbesserte Kundenbindung durch das besondere Konzept.

Prozessverbesserung bei der Teilereinigung geht weiter

Damit ist Repenning aber noch nicht am Ende angelangt. Weitere Pläne umfassen ein automatisiertes Bestücken der Reinigungsmagazine, das heute noch manuell erfolgt, und ein automatisiertes Handling der Reinigungsmagazine an der Anlage. Weitere Sparpotenziale will er durch die strategische Zusammenarbeit mit dem Lieferanten der Magazine heben und die strategische Zusammenarbeit mit Kunden ausbauen, indem er sie von Anfang an in die Prozesskette aus Reinigung, Verpackung und Lieferung mit einbezieht. „Wir von der Waschfraktion rücken zu einer frühen Stunde an den Kunden heran, was absolut notwendig ist“, sagte er. Denn Logistik, Verpackung, Produkt und Waschprozess müssen nun von Anfang an zeitgleich entwickelt werden, weil es für den Stückpreis relevant ist.

Einen ähnlichen Ansatz, bei dem der Transportbehälter mit durch die Teilereinigungsanlage geführt wird, verfolgt auch der Zulieferer Steel Automotive, wie Michael Kuppinger von der Anlagenplanung des Unternehmens berichtete. Die Stanz- und Umformteile des Zulieferers müssen für nachfolgende Schweißprozesse gereinigt und entfettet sein, außerdem noch für den Transport konserviert.

„Herausforderungen gibt es mehrere, angefangen von der Reinigung und Entfettung über den Korrosionsschutz, mögliche Beschädigungen nach dem Stanzen, die Verpackung bis hin zur Vielfalt und Menge der Teile“, sagte Kuppinger.

Los geht es beim Reinigen und Entfetten. „Stanz-
öle stören den Kunden beim Laserschweißen“, erläuterte der Anlagenplaner. Hinzu kommen noch Verunreinigungen aus dem Rohmaterial sowie Flitter und Abrieb aus dem Stanzprozess als Störfaktoren. Auch die Beschädigungen sind nicht zu unterschätzen. „Zwar handelt es bei den Bauteilen theoretisch um Schüttgut, aber es gibt Schüttgut und Schüttgut“, erläuterte Kuppinger. Wenn Laserschweißkanten oder Gewindedurchzüge beschädigt werden, sind die Teile unbrauchbar.

Bei der Transportverpackung hat es Steel Automotive mit zwei Typen zu tun. Der Großteil der Ware wird aber in kundenspezifischen Kunststoffklappbehältern versandt, ihre Grundfläche ist halb so groß wie die einer Gitterbox. Der Rest kommt in Standard-Euro-Gitterboxen, die immer mit Kartonagen ausgeschlagen werden. Um Beschädigungen beim Umpacken zu vermeiden, sollten diese Transportbehälter möglichst mit durch die Teilereinigungsanlage laufen.

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Info
Teilereinigung nimmt sich Industrie 4.0 an

Um die Digitalisierung und Industrie 4.0 richtig zu steuern, hat der Fachverband industrielle Teilereinigung (FIT) auf seiner 27. Fachtagung Industrielle Bauteilreinigung das Programm QS-Rein 4.0 vorgestellt.

Zunächst hatte der Verband im vergangenen Jahr eine Umfrage durchgeführt, berichtete der Leiter des FIT-Ausschusses Reinigen, Prof. Lothar Schulze, auf der Tagung. Danach messen die meisten Fachleute aus der Teilereinigung dem Thema Industrie 4.0 eine hohe Bedeutung zu und bezeichnen auch ihren Wissensstand als zumindest ausreichend, allerdings sehen die meisten ihren Stand der Vorbereitung als nicht hinreichend. Als Nutzen von Industrie 4.0 erwarten 50 % der Befragten Verbesserungen in der Qualitätssicherung, 23 % in der Fertigungsplanung und 17 % in der Instandhaltung.

Der FIT hat deshalb das Forschungskonzept QS-Rein 4.0 entwickelt. Ziel ist es, „Anlagentechnik und Prozesslösungen für die Zukunft“ zu entwickeln. Dazu nannte Schulze drei Bausteine: Beim ersten gehe es um die Grundlagen der Verfahrenstechnik, das Wissen über die Wirkungszusammenhänge zwischen Reinigungsverfahren, Chemie und Technik müsse verbessert werden. Der zweite Baustein seien Demonstratoren zu neuartigen Ansätzen, die Erkenntnisse zu Aufwand und Nutzen bringen sollten. Das dritte Element im Forschungskonzept sollen Musterlösungen zu Entwicklungsetappen für eine wissensbasierte Prozessführung sein, die zu einer systematischen und effizienten Entwicklung führen. Insgesamt sollte das Ziel bei Industrie 4.0 laut Schulze sein, von einer erfahrungsbasierten zu einer wissensbasierten Prozessführung zu gelangen. In einer ersten Etappe der Entwicklung geht es dabei um das Überwachen und Steuern der Prozessqualität mit angepassten Anlagenkomponenten für Sensorik und Aktorik. Zweite Etappe sei dann eine Inline-Verschmutzungs- und -sauberkeitskontrolle sowohl für partikuläre als auch für filmische Verunreinigungen zum Dokumentieren und Optimieren der Prozessfähigkeit. Als dritte Etappe sei eine maßgeschneiderte Prozessführung denkbar.

Kartonagen überstehen Reinigung in der Lösemittelanlage

Bei Laborversuchen mit verschiedenen Teilen zeigte sich, dass die Kartonnagen in den Gitterboxen zwar bei einer wässrigen Reinigung zerstört werden, bei Lösemittelanlagen aber erhalten bleiben. Im Endeffekt entschied sich der Autozulieferer deshalb für Eco-C-Duty-Anlage von Ecoclean. Gute Reinigungsergebnisse auch bei Teilen im Kunststoffbehälter ließen sich mit Injektionsflutwaschen und gleichzeitiger Warenbewegung erreichen; die Teile in Euro-Gitterboxen seien trotz Auskleidung mit Kartons anschließend sauber und trocken. Eine automatische Korbverdeckelung gleicht unterschiedlichen Behälterhöhen aus. Die Anlage reinigt drei Chargen pro Stunde, wobei eine Charge entweder eine Euro-Gitterbox oder zwei Kunststoffbehälter umfasst. „In Teilen lässt sich das nur schwer ausdrücken, weil es sehr vom Behälter- und Teiletyp abhängig ist“, sagte Kuppinger.

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