Clean Process – Trockene und rückstandsfreie In-Process-Reinigung von warmen und montierten Aluminium-Gussformen

© Fraunhofer IPK

Im Projekt »CLEAN PROCESS« sollen erstmals die Voraussetzungen für die In-Process-Reinigung und kombinierte Absaugung der Kontaminationen am Beispiel von Gussformen für Aluminiumbauteile ohne eine Demontage der Formen ermöglicht werden. Ziel ist die Entwicklung eines Systems, welches die Produktivität des Gesamtsystems durch den Wegfall von Rüstzeiten erhöht sowie Staubemissionen und Energieeinsatz minimiert.

Eine Gussform wird in der Regel für die Produktion von Einzelteilen bis Kleinserien genutzt, bevor eine aufwändige Aufbereitung erfolgen muss. Während dieser Aufbereitung muss eine adäquate Ersatzform verwendet werden. Die Lebensdauer einer Gussform ist dabei insbesondere von der Art und Weise der Aufbereitung abhängig. Eine Reinigung erfolgt bisher mechanisch bzw. strahltechnisch mittels beständiger Medien oder Bürsten und dauert zwischen 30 bis 45 Minuten. Die Pflege der Formen hat einen erheblichen und unmittelbaren Einfluss auf Produktionskosten und Produktqualität.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Erkenntnisse erscheint der Einsatz von CO2-Strahlverfahren als eine geeignete Alternative, die anspruchsvolle Reinigungsaufgabe zu lösen. Eine aufwändige und kostenintensive Nachreinigung bzw. Trocknung sowie Aufbereitung des Strahlmittels entfällt. Bei diesem Strahlverfahren wird, ähnlich wie beim Sandstrahlen, das Strahlgut mittels Druckluft beschleunigt. Bei dem Strahlgut handelt es sich allerdings um Trockeneis bzw. CO2-Schnee, das in Form von gefrorenem CO2 eingesetzt wird. Zusätzlich zur mechanischen Abtragleistung entsteht ein Reinigungseffekt durch die hohe Temperaturdifferenz zwischen dem auftreffenden Strahlgut und der zu reinigenden Oberfläche. Dabei werden die Verunreinigungen durch den Temperaturschock von der Oberfläche abgelöst.

Das zu entwickelnde Strahlsystem soll eine Kombination aus Reinigungs- und Absaugsystem darstellen. Für dieses werden die Nutzung einer CO2-Strahltechnologie zur Reinigung und ein Absaugsystem auf Basis der Prinzipien des Coandă-Effektes angestrebt. Das daraus resultierende, neuartige Verfahren bietet eine Lösungsmöglichkeit zur Einhaltung und Verbesserung von Luftemissionen in Gießereien.