DE19944390A1 - Method for cleaning surfaces, in particular, as treatment of workpieces to be subsequently lacquered involves blasting of the surfaces with dry ice pellets - Google Patents
Method for cleaning surfaces, in particular, as treatment of workpieces to be subsequently lacquered involves blasting of the surfaces with dry ice pelletsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere zur Vorbehandlung der Oberflächen vorgefertigter Werkstücke vor einer Lackierung, so wie eine Anlage, in der dieses Verfahren einsetzbar ist.The invention relates to a method for cleaning surfaces, in particular for Pretreatment of the surfaces of prefabricated workpieces before painting, see above like a plant in which this process can be used.
Werkstücke sind nach ihrer Herstellung in der Regel mit Verunreinigungen aus dem Produktionsprozess, etwa Späne oder Bohrmilch, behaftet. Vor einer nachfolgenden Lackierung müssen die Oberflächen gereinigt werden. Beim Einsatz lösungsmittel haltiger Lacke genügt eine lediglich staubfreie Oberfläche des zu lackierenden Werkstücks. Zunehmend finden jedoch lösungsmittelfreie Lacke Verwendung, die eine besonders fett- und ölfreie Oberfläche erfordern.After their manufacture, workpieces are usually contaminated with Production process, such as chips or drilling milk, is affected. Before a subsequent one Painting the surfaces must be cleaned. When using solvents containing paints, a dust-free surface of the paint to be painted is sufficient Workpiece. However, solvent-free paints are increasingly being used require a particularly fat and oil free surface.
Üblicherweise werden die Werkstücke vor einer Behandlung mit lösungsmittelfreien Lacken daher in einem Entfettungsbad mit Lösungsmitteln vorbehandelt. Hierbei ent stehen notwendigerweise in einem beachtlichen Umfang Reststoffe, die in aufwendi ger Weise und unter Beachtung arbeits- und umweltrechtlicher Vorschriften entsorgt werden müssen.The workpieces are usually solvent-free before treatment Varnishes are therefore pre-treated with solvents in a degreasing bath. Here ent are necessarily to a considerable extent residues that are expensive disposed of wisely and in compliance with labor and environmental regulations Need to become.
Bekannt ist ferner, das Werkstück in einem Ultraschallbad oder mit Hilfe von Laser strahlen zu reinigen. Derartige Verfahren sind jedoch, insbesondere bei größeren Werkstücken, mit einem hohen apparativen Aufwand verbunden.It is also known that the workpiece in an ultrasonic bath or using a laser rays to clean. Such methods are, however, especially for larger ones Workpieces, associated with a high expenditure on equipment.
Eine weitere bekannte Möglichkeit, die jedoch nur bei harten und unempfindlichen Werkstücken anwendbar ist, ist die Oberflächenbehandlung mit Sand- oder Glas perlenstrahlen. Hierzu sind aufwendige Einrichtungen erforderlich, die zum einen die Bereitstellung des Strahlguts, zum anderen die Entsorgung und/oder Wiederverwer tung der kontaminierten Sand- oder Glaspartikel gewährleisten sollen.Another known option, but only for hard and insensitive Workpieces can be used is surface treatment with sand or glass pearl rays. This requires complex facilities, on the one hand the Provision of the blasting material, on the other hand disposal and / or recycling ensure the contamination of the contaminated sand or glass particles.
Bei allen bekannten Verfahren ist nicht auszuschließen, daß Rückstände des Lö sungsmittels bzw. des Strahlguts an der Oberfläche zurückbleiben und es so bei ei ner nachfolgenden Lackierung zu Qualitätseinbußen kommen kann.In all known methods, it cannot be ruled out that residues of the Lö remain on the surface and so it with egg The subsequent painting can lead to a loss of quality.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach, die Oberflächenbehandlung von Werkstücken im Fertigungsprozess einfacher und kostengünstiger zu gestalten und zugleich die Bildung schädlicher Reststoffe zu vermeiden.The object of the present invention is accordingly the surface treatment of To make workpieces in the manufacturing process easier and cheaper at the same time to avoid the formation of harmful residues.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a method with the features of claim 1.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das zu behandelnde Werkstück nach der Herstellung mit Pellets aus Trockeneis behandelt. Die Reinigung selbst erfolgt in an sich bekannter Weise zum einen abrasiv, durch die kinetische Energie der Trocken eisteilchen, zum anderen aufgrund von temperaturbedingten Spannungen, die infol ge der Bestrahlung mit Trockeneispartikeln auftreten. Durch die auftreffenden Troc keneisteilchen wird die Oberfläche des Werkstücks punktuell unterkühlt. Die unter schiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Werkstück und Verunreinigungen führen zu Spannungen, durch die der Verbund zwischen Werkstück und Verunreinigung ganz oder teilweise gelöst wird. Zwar ist das Strahlen mit Trockeneispartikeln als Reinigungsverfahren, etwa zur Beseitigung von Lackresten und dergl. bekannt, es wurde jedoch bislang noch nicht in einen Produktionsprozess integriert.In the method according to the invention, the workpiece to be treated is after the Production treated with dry ice pellets. The cleaning itself is done in is known to be abrasive due to the kinetic energy of the dry ice particles, on the other hand due to temperature-related tensions, the infol Irradiation with dry ice particles occur. Through the striking Troc The surface of the workpiece is supercooled at certain points. The below lead to different expansion coefficients of the workpiece and contamination to stresses that cause the bond between the workpiece and the contamination is solved in whole or in part. Although blasting with dry ice particles is considered Cleaning methods, such as for removing paint residues and the like. It is known has not yet been integrated into a production process.
Durch den Einsatz dieses Verfahrens fallen mit Ausnahme der abgelösten Verunrei nigungen keine zu entsorgenden Reststoffe an, da die Trockeneispellets nach der Behandlung sublimieren und das entstehende gasförmige Kohlendioxid etwa mittels einer Absaugvorrichtung unmittelbar der Außenluft zugeführt werden kann. Das Werkstück steht sofort für die Weiterbearbeitung zur Verfügung. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß ein elektrisch nicht lei tendes Strahlmittel zum Einsatz kommt. With the use of this method, with the exception of the removed impurities no residues to be disposed of since the dry ice pellets after the Sublimate treatment and the resulting gaseous carbon dioxide, for example a suction device can be supplied directly to the outside air. The The workpiece is immediately available for further processing. Another advantage The method according to the invention can be seen in the fact that an electrically not lei abrasive is used.
Auf diese Weise lassen sich insbesondere Fett- oder Ölverunreinigungen schonend von Oberflächen ablösen. Die aufwendige Vorbehandlung in einem Entfettungsbad erübrigt sich somit. Das Verfahren eignet sich auch zur Reinigung von faserver stärkten Verbundwerkstoffen, etwa solche auf Polyurethan- oder Polyethylenbasis, sowie zur Behandlung weicher Aluminiumlegierungen.In this way, grease or oil contamination in particular can be handled gently detach from surfaces. The complex pretreatment in a degreasing bath is therefore unnecessary. The process is also suitable for cleaning fiber fibers strong composite materials, such as those based on polyurethane or polyethylene, as well as for the treatment of soft aluminum alloys.
Aus Gründen des Umweltschutzes ist ein weiterer Verfahrensschritt besonders vor teilhaft, bei dem das abgelöste Verunreinigungsmaterial zur Entsorgung in einer Auffangeinrichtung aufgefangen wird.For environmental reasons, a further process step is particularly important partial, in which the detached contaminant material for disposal in a Catcher is caught.
Gelöst ist die erfindungsgemäße Aufgabe auch mit einer Anlage gemäß Anspruch 5. Bislang wurden in Anlagen zur Fertigung und Lackierung von Werkstücken Entfet tungsbäder oder Sandstrahl- oder Ultraschallbestrahlungseinrichtungen verwendet. Erfindungsgemäß kommt demgegenüber eine Trockeneisbestrahlungeinrichtung zum Einsatz, die ohne aufwendige Apparaturen zur Bereitstellung oder Entsorgung von Strahlmaterial auskommt und zugleich eine kostengüstige und effiziente Reinigung der zu lackierenden Oberfläche ermöglicht.The object of the invention is also achieved with a system according to claim 5. So far, degreasing has been carried out in systems for manufacturing and painting workpieces tion baths or sandblasting or ultrasonic radiation devices used. In contrast, according to the invention, a dry ice irradiation device is used Use without the need for expensive equipment to provide or dispose of Blasting material needs and at the same time an inexpensive and efficient cleaning the surface to be painted.
Anhand der Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings become.
In schematischen Ansichten zeigen:Schematic views show:
Fig. 1 die Reinigung eines Werkstücks mittels Trockeneispellets und Fig. 1, the cleaning of a workpiece using dry ice pellets and
Fig. 2 eine Fertigungsanlage mit einer Trockeneis-Vorbehandlungeinrichtung. Fig. 2 shows a manufacturing system with a dry ice pretreatment device.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung 1 zum Entfernen von Verunreini gungen von der Oberfläche eines Werkstückes 2 weist eine Strahlvorrichtung 3 und eine Auffangeinrichtung 4 zum Aufnehmen der von der Oberfläche abgetragenen Verunreinigungen auf. The apparatus shown schematically in Fig. 1 1 for removing Verunreini conditions of the surface of a workpiece 2 includes a jet device 3 and a receiving device 4 for receiving the ablated from the surface impurities.
Die Strahlvorrichtung 3 umfaßt einen Vorlagebehälter 5 zum Aufnehmen von Troc keneis-Pellets, die aus entsprechenden Isolierboxen 6 oder einer Trockeneisproduk tionsanlage in den Vorlagebehälter 5 eingefüllt werden, sowie eine Strahlpistole 7, von der die Pellets mittels Druckluft in Richtung auf das Werkstück 2 abgestrahlt werden. Die Strahlpistole 7 ist mit einer Düse 8 ausgestattet, mittels der das Strahl bild der von der Strahlpistole 7 emittierten Pellets der jeweiligen Aufgabe bzw. dem jeweiligen Werkstück 2 angepaßt werden kann.The blasting device 3 comprises a storage container 5 for receiving Troc keneis pellets, which are filled from appropriate insulating boxes 6 or a dry ice production system in the storage container 5 , and a blasting gun 7 , from which the pellets are blasted by compressed air in the direction of the workpiece 2 . The blasting gun 7 is equipped with a nozzle 8 , by means of which the jet image of the pellets emitted by the blasting gun 7 can be adapted to the respective task or workpiece 2 .
Die mit einer Temperatur von ca. -78°C auf das vorzugsweise auf Raumtemperatur gehaltene Werkstück auftreffenden Pellets unterkühlen die Oberfläche des Werk stücks 2 in einem kleinen Bereich um die Auftreffstelle herum, während die Tempera tur des Werkstücks 2 insgesamt nur geringfügig absinkt. Eine auf dem Werkstück 2 aufliegende, etwa aus Verunreinigungen wie Fett oder Öl bestehende Beschichtung 9 wird durch diesen Temperatureffekt versprödet. Wegen der unterschiedlichen Aus dehnungskoeffizienten löst sich zugleich der Verbund der Beschichtung 9 mit dem Werkstück 2. Durch die kinetische Energie der Pellets wird die Beschichtung 9 ab getragen und in der Auffangeinrichtung 4, etwa einem Zyklon oder einem Filter, für eine weitere Entsorgung aufgefangen. Die Pellets sublimieren zu gasförmigem Koh lendioxyd, das mittels einer Absaugvorrichtung 12 abgeblasen und z. B. der Außen luft zugeführt wird.The incident at a temperature of about -78 ° C to preferably maintained at room temperature workpiece pellets to cool the surface of the workpiece 2 in a small area around the impact site around while the temperature only marginally falls structure of the workpiece. 2 A coating 9 lying on the workpiece 2 , consisting of impurities such as grease or oil, is embrittled by this temperature effect. Because of the different expansion coefficients, the bond between the coating 9 and the workpiece 2 is released at the same time. The coating 9 is removed by the kinetic energy of the pellets and collected in the collecting device 4 , for example a cyclone or a filter, for further disposal. The pellets sublimate to gaseous carbon dioxide, which is blown off by means of a suction device 12 and z. B. the outside air is supplied.
Mit der Vorrichtung 1 ist ein besonders materialschonendes Verfahren zur Reinigung von Werkstücken durchführbar. Bei einer Härte der Pellets von 2 (Mohs) ist das Verfahren auch für faserverstärkte Verbundwerkstoffe auf Polyurethan- oder Polye thylen-Basis sowie für weiche Aluminiumlegierungen geeignet.A particularly gentle method for cleaning workpieces can be carried out with the device 1 . If the pellet hardness is 2 (Mohs), the process is also suitable for fiber-reinforced composites based on polyurethane or polyethylene as well as for soft aluminum alloys.
Fig. 2 zeigt einen Fertigungsprozess in einer Fertigungsanlage 20, in der ein Werk stück nach der Rohfertigung in der Fertigungsanlage 21 und vor der Behandlung mit lösemittelfreiem lack, die in einer Lackierungsanlage 23 erfolgt, einem Verfahrens schritt zur Reinigung mittels einer Trockeneisbehandlung, wie beschrieben, in einer dafür vorgesehenen Bestrahlungseinrichtung 22 unterzogen wird. Die Fertigungsan lage 20 kommt ohne die Einbeziehung eines aufwendigen Entfettungsbades sowie ohne die Verwendung teurer Ultraschall- oder Laserbestahlungsanlagen aus. Fig. 2 shows a manufacturing process in a manufacturing facility 20 in which a workpiece after Rohfertigung in the production plant 21 and before the treatment with solvent-free paint, which takes place in a painting plant 23, a process step for purification by means of a dry ice treatment, as described, in a radiation device 22 provided for this purpose. The manufacturing facility 20 manages without the inclusion of a complex degreasing bath and without the use of expensive ultrasound or laser radiation systems.
Claims (5)
- - die Oberfläche eines vorgefertigten Werkstücks (2) ganz oder teilweise mit Trockeneispellets bestrahlt wird,
- - durch die Bestrahlung mit der behandelten Oberfläche verbundene Verunrei nigungen (9) von der Oberfläche abgelöst werden und
- - das gereinigte Werkstück (2) der Weiterverarbeitung zugeführt wird.
- - The surface of a prefabricated workpiece ( 2 ) is completely or partially irradiated with dry ice pellets,
- - Contaminations ( 9 ) associated with the treated surface are removed from the surface and
- - The cleaned workpiece ( 2 ) is fed for further processing.
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