Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Trockene und rückstandsfreie Bearbeitungstechnologien

Spezialisierungen und steigende Anforderungen an die Vorbehandlung, die Reinigung, das Trennen und das Entschichten stellen Anwender, Hersteller und Entwickler vor neue Herausforderungen. CO2-Technologien sind eine innovative, umweltneutrale Alternative zu konventionellen Verfahren. Unser Ziel ist es, Fertigungsprozesse bedarfsgerecht zu gestalten und den Aufwand für den Anwender zu minimieren.

Strahlen mit festem Kohlendioxid
Beim Strahlen mit festem Kohlendioxid wird gefrorenes CO2 pneumatisch beschleunigt und auf die zu reinigende Fläche aufgebracht. Die niedrige Härte des Strahlmittels von weniger als 2 Mohs gewährleistet eine schädigungsarme Bearbeitung des Substrats. Thermospannungen zwischen Verunreinigung und Substrat werden durch die Volumenvergrößerung und die zusätzliche Abkühlung bei der Sublimation unterstützt. Beim Strahlen mit festem Kohlendioxid muss grundsätzlich zwischen dem Strahlen aus der festen und aus der flüssigen Phase unterschieden werden. Ersteres wird im Allgemeinen als Trockeneisstrahlen, Letzteres als CO2-Schneestrahlen bezeichnet. 

Reinigen mit komprimiertem Kohlendioxid
Das komprimierte flüssige bzw. überkritische CO2 ist unpolar, wodurch es Lösungseigenschaften für Fette und Öle aufweist. Eine möglichst ähnliche Dichte von Lösemittel und Kontamination ist entscheidend für den Reinigungserfolg. Kohlendioxid liegt bei etwa 56 bar und 20 °C bereits flüssig, bei über 73 bar und circa 31 °C überkritisch vor. Dies ermöglicht die Reinigung einer Vielzahl temperaturempfindlicher Materialien.

Unser Angebot

  • Beratung zu Technologien und Methoden
  • Unterstützung bei der Beantragung von Fördermitteln
  • Machbarkeitsstudien
  • Parameterstudien mit Wirtschaftlichkeitsrechnung
  • Strömungssimulationen
  • Integration der CO2-Technologien in bestehende Fertigungsabläufe
  • Optimierung von Anlagen- und Steuerungskonzepten
  • Verfahrens- und Technologieentwicklung
  • Bau von Prototypen
  • Planung, Umsetzung und Implementierung von neuen Technologien in die Fertigungsumgebung
  • Objektive Durchführung von Strahlanlagen-Tests

Industrielle Anwendungen

  • Um die Ecke Strahlen – Düsensimulation
  • Mobil und reinraumgerecht Reinigen mit dem CO2-Pinsel
  • Trockenes Schneiden – CO2-Hochdruckstrahlen
  • Industrielle Teile schneller Reinigen mit Kodiwasch
  • Sauber Lackieren und Kleben – SchneeLack

Technische Ausstattung

  • Geschlossene Schallschutzkabine mit Entlüftung
  • 6-Achsen-Industrieroboter zur reproduzierbaren und automatisierten Versuchsdurchführung
  • Trockeneis-Strahlanlagen in Ein- und Zweischlauch-Ausführung sowie Schneestrahlanlagen verschiedener Hersteller
  • Druckstrahlanlage für konventionelle Strahlmedien mit automatisierter Düsenführung durch Roboter
  • Kompressor mit einer leistungsfähigen Druckluftversorgung bis 16 bar und 15 m³/min Volumenstrom sowie angeschlossenem Trockner und Luftverbrauchsmessung
  • Klimakammer zur Durchführung von Versuchen unter definierten und reproduzierbaren klimatischen Bedingungen
  • Eigene Trockeneisproduktion zur Herstellung von Trockeneis-Pellets mit hydraulischem oder mechanischem Pelletierer sowie eigene Versorgung mit Flüssig-CO2
  • Lösemittelreinigung mit flüssigem Kohlendioxid
  • Hochdruckstrahlanlage mit Strahldrücken bis zu 3.000 bar zum Reinigen, Entgraten, Entschichten und Trennen mittels CO2
  • Thermografie, Hochgeschwindigkeitsfoto- und -videografie, Gravimetrie, optische und taktile Messtechnik, CO2- und Druckluftverbrauchsmessungen