Mit Laboranalytik zur optimalen Bauteilreinigung

Laborversuche und Reinigungstests helfen, für jede Bauteilreinigungsaufgabe die beste Lösung zu finden. So können Teilereinigungsexperten im Labor das optimale Reinigungsmedium und die effektivste Reinigungsanlage ermitteln.

Wie effektiv und wirtschaftlich die Teilereinigung im Fertigungsprozess abläuft, hängt mitunter von der Wahl des eingesetzten Reinigungsmediums ab. Vor allem bei unpolaren Verschmutzungen wie Fetten, Ölen und Schmierstoffen wird meist zwischen dem Einsatz von Kohlenwasserstoffen und modifizierten Alkoholen abgewogen. Die Reinigungsexperten der Vapic GmbH setzen dabei auf ausführliche und projektbezogene Reinigungstests. Ihre Erkenntnis: Kohlenwasserstoffe bieten eine alternative und oft überlegene Lösung für Reinigungsaufgaben, die sonst modifizierten Alkoholen zugeschrieben werden.

Angesichts der aktuell hohen Energie- und Materialkosten sind Unternehmen einmal mehr gefordert, die industrielle Teilereinigung als ressourcenschonenden und wirt­schaftlichen Prozess aufzustellen. Der Lohnreiniger und Anlagen- und Chemie­hersteller Vapic GmbH aus Neubulach im Schwarzwald ist darauf spezialisiert, individuell zugeschnittene Reinigungsanlagen zu konzipieren. Dabei spielen ausführliche Laborversuche und Prüfverfahren eine elementare Rolle: „Für jede Reinigungsaufgabe ermitteln wir vorab in unserem hauseigenen Labor die prozessoptimierte Chemie, denn kein Anwendungsfall gleicht dem anderen“, erklärt Samuel Wolf, Geschäftsführer der Vapic GmbH. Dies erfolgt anhand einer Reihe von Löslichkeitstests und hat am Ende schon zu Ergebnissen geführt, mit denen zuvor niemand gerechnet hätte. „Viele unserer Kunden sind zu Beginn der Anlagenplanung davon überzeugt, mit modifizierten Alkoholen zu reinigen. In unseren Labortests beweisen sich aber Kohlenwasserstoffe oft als die effektivere und wirtschaftlichere Wahl. Daher lassen wir uns bei der Reinigungschemie nicht von Pauschalem­pfehlungen leiten, sondern prüfen und entscheiden sehr individuell auf den Einzelfall bezogen“, meint Samuel Wolf weiter.

Ein Beispiel hierfür ist die Projektierung der Reinigungsanlage für die V-Zug AG. Der Hersteller hochwertiger Premium-Haushaltsgeräte aus Zug in der Schweiz ersetzte seine bisherige Durchgangs-Entfettungsanlage durch eine Zweikammeranlage von Vapic. Deren Planung und Installation war Teil einer umfassenden Neugestaltung der Prozesslandschaft und des Reinigungsvorgangs mit automatisiertem Bauteiltransfer zwischen Hochregallager und Montage. Seit März 2024 werden in der neuen Anlage Chromstahl, Chromnickelstahl, Verzinktes Blech und Aluminium gereinigt, die nach dem Stanz- und Umformprozess Bearbeitungsrückstände wie Stanz- und Ziehöle aufweisen. Einige der gereinigten Teile werden später im Geräteinnern verbaut, andere gehen zur Beschichtung und müssen höchste Sauberkeitsansprüche erfüllen oder als Sichtteile eine optisch einwandfreie Oberfläche vorweisen. Diese variier­enden und stetig steigenden Sauberkeitsstandards konnten mit der Vorgänger-Anlage nur noch zeit- und energieaufwendig erfüllt werden.

Damit dies zukünftig wirtschaftlicher erfolgen kann und der Reinigungsprozess auch für wachsende Anforderungen sicher aufgestellt ist, sollte in eine neue Anlage mit nasschemischem Verfahren investiert werden. Zu Beginn der Anlagenplanung hatten sich die Projektverantwortlichen bereits auf das Medium „modifizierte Alkohole“ geeinigt: „Wir ließen uns vorab von verschiedenen Reinigungsmittel-Lieferanten beraten. Nach diversen Probereinigungen kam es zu der einhelligen Empfehlung, von der wir uns leiten ließen. Modifizierte Alkohole sind ja auch für ihre polaren und unpolaren Eigenschaften bekannt und werden meist bei anspruchsvollen Reini­gungsanwendungen eingesetzt. Daher hatten wir Kohlenwasserstoffe bis dato nicht in Erwägung gezogen“, berichtet Christoph Fässler, Projektleiter Anlagenplanung bei V-Zug. Die Ergebnisse der umfangreichen Testreinigungen im Vapic-Labor wider­legten aber die vorher eingeholten Empfehlungen.

Dort wurde die Reinigungsleistung von Kohlenwasserstoffen und modifizierten Alkoholen anhand umfangreicher Löslichkeitstest ermittelt und gegenübergestellt. Hierfür wurden Edelstahlplättchen mit drei verschiedenen Schmierstoffen kontaminiert und bei 50°C abgereinigt. Die Auswertung der jeweils erreichten Ober­flächenenergie machte deutlich, dass bei zwei der getesteten Schmierstoffe mit dem Reinigungsmedium Kohlenwasserstoff bessere Werte erzielt werden konnten. Darauffolgende Simulationstests bestätigten diese Testergebnisse. Sie bewiesen zudem, dass im Prozess keine Säuren, Feststoffe oder andere Stoffe entstehen. Damit konnte die Prozesssicherheit der Kohlenwasserstoffe nachgewiesen werden. „Wir versuchen mit unserem genauen Analyseverfahren die Anforderungen an die Bauteilsauberkeit sachbezogen zu ermitteln und gemäß dem Grundsatz „so sauber wie nötig“ eine bedarfsgerechte und zugleich wirtschaftliche Lösung für die Reini­gungsaufgabe zu finden“, erklärt Julian Köpplin, Leiter Chemie bei Vapic. Sich bei V-Zug für Kohlenwasserstoffe zu entscheiden, sprach zudem, dass sie kostengünstiger in der Anschaffung und im Unterhalt sind. Da sie in den Simulationstests nach­weislich keine Säure bildeten und eine bessere Phasentrennung sowie eine geringe Geruchsbelastung gewährleisteten, zeichnete sich auch insgesamt ein einfacheres Handling ab.

„Neben den sehr guten Reinigungsergebnissen und geringeren Kosten waren es das bessere Handling und die einfacher Qualitätserhaltung, die uns schlussendlich von dem Medium Kohlenwasserstoff in der Reinigungsanlage überzeugten“, meint Christoph Fässler. Zudem schätzt er die Anpassungsfähigkeit von Kohlenwasser­stoffe, durch die das Medium an eventuelle Änderungen in der Verunreinigung oder in den Sauberkeitsanforderungen adaptiert werden kann. „Kohlenwasserstoffe können in einem Gemisch mit modifiziertem Alkohol eingesetzt werden. Dadurch lassen sich ihre Eigenschaften bezüglich der Polarisierung verändern, weshalb sie in der Lage sind, viele weitere Verunreinigungen effektiv zu lösen. Dieser Eigenschaft wird zu Beginn eines Anlagenprojekts oft zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt, weshalb wir immer für umfangreiche Testanalysen plädieren. Es lohnt sich zu hinterfragen und bei der Wahl des Mediums über den Tellerrand zu schauen“, ist Julian Köpplin überzeugt. Der stabile Reinigungsprozess und die hohe Ergebnisqualität bestätigen das Vorgehen. (OM-3/25)