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Ausgewählte Ausgabe: 11-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Reinigungsgerechte Bauteilkonstruktion

Die Bauteilreinigung ist ein qualitätssichernder und sogleich wertschöpfender Schritt in der Fertigung. Damit die hohen Reinigungsanforderungen angesichts des zunehmenden Zeit- und Kostendrucks sicher und effizient erfüllt werden können, sollte die Reinigbarkeit von Bauteilen möglichst früh in der Konstruktionsphase berücksichtigt werden. Dadurch lassen sich Folgekosten oder gar Reklamationen vermeiden.


Die industrielle Reinigungstechnik befindet sich in einem Spannungsfeld zwischen zunehmend kleiner und komplexer werdenden Bauteilen, steigender Empfindlichkeit von Material und Produktionsverfahren sowie knapper Zeit- und Kostenvorgaben. Die Rahmenbedingungen, in denen Bauteile in kurzer Zeit einwandfrei sauber und trocken sein müssen, werden immer anspruchsvoller. Doch nur dann können Bauteile reibungslos in die nachfolgenden Fertigungsschritte eingebunden werden.

Ausgangssituation

ZB 791 Mafac Bild1 BU

Bild 1.
Schwer zugängliche Geometrien erschweren den Reinigungsprozess. Noch während der Konstruktionsphase lassen sich reinigungsgerechte Alternativen finden, die eine sichere und wirtschaftliche Reinigung erlauben.

Die Reinigungstechnik steht vor der Herausforderung, für ein breites Spektrum an Bauteilbeschaffenheit, Art und Ausprägung der Verschmutzung, produktionstechnischen und wirtschaftlichen Vorgaben sowie diffizilen Sauberkeitsansprüchen die richtige Lösung bereit zu halten. Technologien wie das 3D-Druckverfahren tragen zur Ausdifferenzierung dieser Anforderungen bei und benötigen mit ihren filigranen, feinporigen Strukturen oder poröseren, druckempfindlicheren Oberflächen neue Herangehensweisen.
Dank fortlaufender Forschungs- und Entwicklungsarbeit bieten Hersteller von Reinigungsanlagen innovative Lösungen, mit denen Anwender auf diese wachsenden Ansprüche wirtschaftlich reagieren können. Dennoch würde eine frühzeitige Berücksichtigung der Reinigbarkeit von Bauteilen, Bild 1, weitere Potentiale schöpfen, um Folgekosten, die sich beispielsweise aus zusätzlichem Reinigungsaufwand oder gar Bauteil- oder Produktreklamationen ergeben können, zu vermeiden.
Während der Konstruktionsphase ist die Möglichkeit der Kostenbeeinflussung besonders hoch, Bild 2.
Bild 2.  Die Möglichkeit zur Beeinflussung der Kosten ist während der Konstruktionsphase am höchsten.

Bild 2.
Die Möglichkeit zur Beeinflussung der Kosten ist während der Konstruktionsphase am höchsten.

Zudem verursachen in dieser Phase Modifikationen verhältnismäßig geringe Kosten. Die wirtschaftliche Reinigbarkeit könnte als feste Bedingung in die Produktionsplanung mit einbezogen werden. Indem der Konstrukteur die Anordnung und Größe von Kanälen, Düsen, Montage- und Funktionsflächen bestimmt, beeinflusst er maßgeblich den Reinigungsaufwand, der während der Herstellung und Nutzung von Bauteilen notwendig ist. Er definiert auch die tolerierbaren Restverschmutzungen und damit die Anforderungen an das Reinigungsverfahren. Darüber hinaus kann er mittels reinigungsgerechter Konstruktion zur Reinigungsvermeidung oder -reduzierung beitragen.

Informationen für Konstrukteure

Konstrukteure sollten mit notwendigen Gestaltungs- und Kosteninformationen versorgt werden. Denkbar wäre ein Katalog – ähnlich den Richtlinien, die es zur gussgerechten, demontagefreundlichen Konstruktion oder zur Vermeidung von Graten gibt. Dort werden beispielsweise Empfehlungen zur Materialwahl, zur Zugänglichkeit von Verbindungen oder Funktionsflächen sowie zur Gestaltung von Bohrungen und Winkelstellungen gegeben. Simulationen der Nassphase des Reinigungsprozesses oder der Trocknungsphase können bei der Vorabanalyse helfen. Mithilfe der Simulation lassen sich Bereiche mit reinigungskritischer Geometrie erkennen und optimieren. Darüber hinaus erlaubt die Simulation auch Überlegungen zur optimalen Werkstückpositionierung. Optimal wäre, neben strömungsmechanischen auch die chemischen oder thermischen Einflüsse des Reinigungsvorgangs auf das Bauteil zu beachten.

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Autoren

 Thomas Gutmann

Leiter Customer Support und Mitglied der Geschäftsführung bei Mafac in Alpirsbach

 Stefan Schaal

Leiter Entwicklung/Konstruktion und Mitglied der Geschäftsführung bei Mafac in Alpirsbach.

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