Anzeige
Anzeige
parts2clean, 27. - 29. Oktober 2020
Startseite>News >Artikel
Reinigungsanlagen & Reinigungsmedien

Dossier Bauteilreinigung - Hype oder Hysterie

Trend-Thema Sauberkeit — oder doch nicht? Anforderungen entwickeln sich weiter

09.09.2019
Dossier-Bauteilreinigung
Dossier Bauteilreinigung - Hype oder Hysterie

Unternehmen aus allen Branchen sehen sich heute mit veränderten Anforderungen konfrontiert. Die Auslöser dafür sind vielfältig: neue Fertigungstechnologien, veränderte Füge- und Beschichtungsprozesse und/oder Werkstoffe, die Neuausrichtung kompletter Industriebereiche, kürzere Produktlebenszyklen und kleinere Losgrö-ßen bis zur Stückzahl 1, regulatorische Veränderungen, die digitale Transformation, strengere Energieeffizienz-und Klimaschutzziele sowie nicht zuletzt sich wandelnde Märkte. Daraus ergeben sich neue Herausforderungen für Unternehmen. Um sie zu meistern, ist einerseits eine Weiterentwicklung bestehender Technologien erforderlich. Anderseits wird es in manchen Bereichen zu einer disruptiven Umgestaltung kommen. Die Auswirkungen sind dabei häufig noch nicht abzusehen.

Allerdings wird es für Unternehmen, ob auf globalen und nationalen Märkten, zunehmend wichtiger, sich durch eine stärkere Differenzierung und Anpassung auf die Anforderungen der einzelnen Märkte und Branchen sowie sich durch Qualität und Wirtschaftlichkeit vom Wettbewerb zu unterscheiden.

Es mag auf den ersten Blick nicht offensichtlich sein, aber Fertigungsprozesse wie die Bauteilreinigung spielen dabei eine entscheidende Rolle. Denn sie ist die Basis qualitativ hochwertiger Ergebnisse von Folgeprozessen wie beispielsweise Beschichten, Verkleben, Schweißen oder auch Montieren beziehungsweise einer dauerhaft einwandfreien Funktion von Systemen und Produkten.

Eine steile Karriere

Deutlich wird dies bei einem Blick auf die Entwicklung der vergleichsweise jungen Disziplin Bauteilreinigung. Bis vor etwas mehr als 20 Jahren war Bauteilsauberkeit ein Thema, das nur wenige Branchen wie beispielsweise die Halbleiterindustrie beschäftigte. Treibende Kraft für eine breite Bedeutung war und ist die Automobilindustrie.

Innovationen wie beispielsweise die Common-Rail-Techno-logie und Pumpe-Düse-Systeme, mit denen bei höherer Leistung Verbrauch und Emissionen reduziert werden konnten, haben Ende der 1990er Jahre dazu geführt, dass eine Vielzahl von Komponenten des Antriebsstrangs mit Sauberkeitsvorgaben belegt wurden. Hinzu kamen sicherheitsrelevante Bau¬teile, unter anderem für Bremsassistenzsystem wie ABS oder ESR, Airbags und Lenkung.

Was hier zunächst als Aufgabenstellung weniger Unterneh¬men begann, wurde etwa ab 2000 zu einem Thema fürviele: Partikelschmutz in Bauteilen, der Fehlfunktionen oder einen Ausfall kompletter Baugruppen beziehungsweise Systeme im Automobil verursachen kann. Diese Sauberkeitsgrenzwerte, oder salopp „Restschmutz" genannt, wurden in das Qualitätswesen eingebunden, was wiederum zur Entwicklung der ersten automatisierten Mikroskopsysteme für die Partikelanalyse führte.

Um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen, ent¬stand mit der VDA Band 19, Teil 1 beziehungsweise dem internationalen Pendant 15016232 im Jahr 2005 eine Richtlinie für die Durchführung von Sauberkeitsanalysen, deren zweite, überarbeitete Auflage 2015 erschien. Dieses Standardwerk hat sich auch als Basis für die Kommunikation zur partikulären Sauberkeit zwischen Kunde Lieferant etabliert— und das nicht mehr nur in der Automobil- und Zulieferindustrie, sondern in vielen weiteren Branchen.

Aus der in allen Bereichen der Industrie stark wachsenden Bedeutung der technischen Sauberkeit und dem daraus resultierenden Bedarf an Information und Lösungen, resultierte mit der parts2clean die bis heute weltweit einzige Fachmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung.

Märkte und Branchen im Wandel sorgen für Verunsicherung

In der weltweiten Kernbranche für industrielle Reinigungstechnik, der Automobilindustrie, vollzieht sich seit einiger Zeit ein sich stetig verstärkenden Veränderungsprozess. Die wesentlichen Märkte Europa, Asien und Nordamerika gehen dabei in unterschiedliche Richtungen. Europa und hier insbe-sondere Deutschland steht vor einigen Problemen. Dazu zählen unter anderem die Feinstaub- und Stickstoffdebatte, die Unsicherheit und Richtungslosigkeit hinsichtlich des Antriebs der Zukunft, dem tendenziellen Abrücken von der Strategie der Technologieoffenheit und damit der Aufgabe einer der Kernkompetenzen, nämlich einer hochentwickelten Verbrennungsmotorentechnologie.

Hinzu kommt ein speziell in der jüngeren Generation fest-stellbarer Rückgang der individuellen Mobilität und nicht zuletzt die Frage, wie auf globale Trends wie autonomes Fahren und neue Fertigungstechnologien reagiert werden soll. Vorangetrieben und unterstützt vom Staat findet in der chinesischen Automobil- und Zulieferindustrie ein Technologiewechsel statt. Dabei steht derzeit die Elektromobilität im Fokus, wobei aber auch an neuen möglichen Antriebstechnologien geforscht wird.

Aspekte wie Umwelt- und Klimaschutz sowie Energie- und Ressourceneffizienz spielen hier ebenfalls eine zunehmend wichtigere Rolle. In den USA erweist sich der Automobilmarkt als vergleichsweise stabil. Europäische und asiatische Anbieter sind hier mit eigenen Produktionsstandorten vertreten.

In diesem Bereich spielt die technische Sauberkeit eine deutlich größere Rolle als bei US-amerikanischen Herstellern, durch die dieser Markt geprägt ist.

Auf den so genannten Emgerging Markets wird die technische Sauberkeit zunehmend ein Thema, so dass sich die An-forderungen denen in Europa annähern.

Neben dem Technologiewandel, der sich auf den verschiedenen Märkten vollzieht, sorgen Handelskonflikte für Verunsicherung. Sie wirken sich ebenso wie weitere geopolitische Vorkommnisse teilweise störend auf etablierte Lieferketten aus. Darüber, wie es hier weitergeht und wie sich die Märkte zukünftig entwickeln, kann derzeit niemand eine verlässliche Prognose abgeben.

In der Veränderung die Chancen sehen

Zu den Branchen, die nach wie vor wachsen, zählen beispielsweise die Medizintechnik, die Halbleiterzuliefer- und Elektronikindustrie, die optische Industrie, die Sensor- und Mikrotechnik sowie die Beschichtungsindustrie. In diesen Industriebereichen ergeben sich für fertigenden Unternehmen neue Chance, die aber auch mit veränderten Aufgabenstellungen bei der Bauteilreinigungen einhergehen. Die Anforderungen entsprechen dabei größtenteils denen, die bereits seit längerem bei der Fertigung von Präzisionsbauteilen zu erfüllen sind. Dabei ist der Grundsatz, dass generell das partikelempfindlichste Bauteil die Sauberkeitsvorgabe definiert, nicht mehr einsetzbar. Deutlich wird dies unter anderem bei mechatronischen Systemen, die beispielsweise aus einem spanend hergestellten Werkstück und elektronischen sowie sensorischen Bauteilen bestehen. Die Sauberkeitsanforderungen an die elektronischen und sensorischen Komponenten sind häufig höher oder auch andersartig als die des mechani-schen Werkstücks.

Filmische Verunreinigen werden relevanter

Kennzeichnend sind dabei Vorgaben an die partikuläre Sau¬berkeit von einem Mikrometer und darunter sowie strengste Spezifikationen hinsichtlich filmisch-chemischer Oberflä-chenkontaminationen. Branchen- und teilespezifisch kommen Ausgasungsgrenzwerte von flüchtigen, organischen und anorganischen Verunreinigungen im Atomprozentbereich als Sauberkeitskriterium hinzu. In der Automobilindustrie sind es Komponenten, beispielsweise für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs und von Lösungen für Fahrerassistenzsysteme bis hin zum autonomen Fahren, die neue und höhere Anforderungen an die Bauteilsauberkeit stellen. Dabei rücken filmische Verunreinigen ebenfalls wesentlich stärker in den Fokus.

An Signifikanz gewinnen die teilweise extrem dünnen Schichten aus Herstellungs- und Bearbeitungsprozessen auch durch veränderte Fügeprozesse. So werden beispielsweise aus Leichtmetallen hergestellte Komponenten deutlich häufiger verklebt und lasergeschweißt als geschraubt, was zumindest in diesen Bereichen eine entsprechend vorbehandelte Oberfläche erfordert. Nachfolgende Prozesse stellen bei der zunehmenden Anzahl von Bauteilen aus Kunststoffen ebenfalls höhere Anforderungen an die filmische Sauberkeit.

Kompetenz- und prozessübergreifend Denken

Diese Entwicklungen verdeutlichen, dass die Bauteilreinigung heute und in Zukunft nicht mehr isoliert betrachtet werden kann. Unabhängig vom Werkstück und Einsatzbereich, um hohe spezifische Anforderungen an die Bauteilsauberkeit stabil zu erfüllen, ist ein adäquater Eingangszustand der Bauteile erforderlich. Dies beinhaltet unter anderem Güte und Sauberkeit der vorgelagerten Bearbeitungsschritte, das Oberflächenfinish und die Entgratqualität. Bei Zerspanungs-, Umform- und Oberflächenveredelungsprozessen kann Organik in Innenradien eingearbeitet werden oder es beispielsweise durch Strahlprozesse zu einem Eintragfremder Anorganik kommen. Darüber hinaus spielen definierte Umgebungs- und Handlingsbedingungen eine wichtige Rolle.

Wird einer dieser Bereiche vernachlässigt, lässt sich die ge¬forderte Qualität nicht sicherstellen. Hier stellt sich die Frage: Kann man es sich erlauben, die erfahrungsbasierten Prozesse und Lösungen der Vergangenheit für die Zukunft zu übernehmen? Die Gefahr, aufgrund mangelnder Qualität beziehungsweise kostenintensiver Nacharbeiten mittel- bis langfristig nicht mehr wettbewerbsfähig zu sein, ist groß. Eine Gesamtbetrachtung der Prozess- und Wertschöpfungskette wird damit unverzichtbar.

Dies erfordert aber nicht nur ein Unidenken für die Lösungen der Bauteilreinigung, sondern entlang der gesamten Wert-schöpfungskette. Das häufig in Unternehmen anzutreffende Denken in Kostenstellen funktioniert dabei nicht mehr. Sauberkeit wird zu einem Qualitätsfaktor, der nicht mehr nur das einzelne Bauteil, sondern die gesamte Prozesskette vom Ausgangsmaterial über die Fertigung beziehungsweise Bearbeitung bis zum fertigen Produkt inklusive der Produktionsmittel betrifft.

Prozesssicherheit gewährleisten

Nasschemische Prozesse sind insbesondere bei der Reinigung in der metallbe- und verarbeitenden Industrie, Optik, Medizintechnik und weiteren Branchen nach wie vor die am häu¬figsten eingesetzte Technologie und wird es vermutlich auch zukünftig bleiben. Die Entwicklung neuer und Optimierung bestehender Reinigungs- und Trocknungsverfahren wird von der Industrie entsprechend vorangetrieben. Dabei geht es auch in Richtung kombinierte Prozesse, beispielsweise Entgraten, Reinigen und Trocknen.

Eine Grundvoraussetzung, um die Qualität und damit das Ergebnis nasschemischer Prozesse zu sichern, ist die optimale Auslegung von Chemie, Anlagen- und Verfahrenstechnik sowie Prozessablauf auf die jeweilige Reinigungsaufgabe. Ebenso wichtig ist, bereits im Vorfeld klare Soll- und Grenzwerte zu definieren und diese zu überprüfen. Die kontinuierliche Prozessüberwachung und -steuerung spielen dabei ebenfalls eine wichtige Rolle. Eine Automatisierung dieser Aufgaben trägt entscheidend zur Prozesssicherheit bei. Ein weiterer Aspekt ist die Vermeidung einer Rekontamination gereinigter Teile.

Digitalisierung nasschemischer Reinigungsprozesse

App- und Cloudlösungen für die Steuerung und Über-wachung nasschemischer Reinigungsanlagen sowie für eine effektive Produktionsplanung und -koordination stehen ebenfalls zur Verfügung und werden ständig weiterentwickelt. Die in der Anlagensteuerung gesammelten Daten werden gespeichert, ausgewertet und intelligent verknüpft. Daraus lassen sich einerseits verschiedene automatische Steuerungen für Operationen wie beispielsweise Reiniger- und Abluftmanagement sowie Trocknersteuerung. Andererseits ermöglichen diese Lösungen Vorhersagen zur noch verfügbaren Standzeit von Anlagenkomponenten.

Darüber hinaus werden auch Berechnung so genannter Key Performance Indikatoren (KPI) beziehungsweise von Leistungskennzahlen wie beispielsweise der Overall Equipment Effectivness (OEE) bereitgestellt.

Auf Basis dieser Kennzahl kann unter anderem beurteilt werden, ob mit der Anlage ein absehbares höheres Reinigungsaufkommen abgedeckt werden kann. Die Kombination mit Augmented Reality (AR) ermöglicht die schnelle und ortsunabhänige Unterstützung bei Wartungs- und Reparaturarbeiten.

Automatisierte, trockene Bauteilreinigung

Ob in Montagelinien, vor Nachfolgeprozessen wie Verkleben und Abdichten oder vor dem Verpacken, trockene Reinigungsverfahren wie die Luft-, CO2-Schneestrahl, Plasma- und Laserreinigung gewinnen in verschiedenen Branchen zunehmend an Bedeutung. Die Integration in Fertigungs- und Montagelinien stellt dabei eine wesentliche Anforderung dar. Entsprechend ist die Automatisierung des Reinigungsprozesses ein Muss. Um sowohl eine hohe Qualität also auch Kosteneffizienz zu erzielen, ist ein exakt auf die individuellen Produktionsbedingungen zugeschnittes Reinigungs- und Automatisierungskonzept erforderlich. Die Digitalisierung der Anlagen und Prozesse ist auch bei diesen Verfahren zumindest teilweise möglich.

Für zukünftige Aufgaben wappnen

Die aktuellen Veränderungsprozesse erfordern von zukunftsorientierten Unternehmen, sich noch stärker mit den Anforderungen der von ihnen belieferten Branchen zu beschäftigen. Auf dieser Basis können neue beziehungsweise optimierte Produkte und Technologien entwickelt werden. Die erforderliche partikuläre und filmische Sauberkeit ist dabei als gleichrangige Produkteigenschaft zu betrachten, die über den gesamten Produktionszyklus aufrechtzuerhalten ist. Dies erfordert auch in der industriellen Bauteilreinigung Lösungen, die auf das jeweilige Produkt- und Aufgabenspektrum zugeschnitten und zukunftsfähig sind.

Information aus erster Hand

Die dafür richtigen Entscheidungen kann nur treffen, wer Technologien, Verfahren und Anbieter kennt. Ein solches Monitoring lässt sich auf der parts2clean effektiv und effizient durchführen. Da hier alle Bereiche der industriellen Reinigungstechnik mit allen relevanten Anbietern vertreten sind, können Gespräche und Aufgabenstellungen gezielt diskutiert und Lösungsmöglichkeiten beleuchtet werden. Darüber hinaus verfügen die verschiedenen Anbieter über viel Erfahrung in den unterschiedlichen Industriebereichen. Sie wissen daher, wo die Entwicklung in den einzelnen Branchen hingeht, was gefordert wird und worauf zu achten ist. Die Hersteller werden dadurch zu einem Benchmark-Partner, deren Expertise bei der Entwicklung von Prozessen und Prozessabläufen ein entscheidendes Kriterium ist.

Sichern Sie sich Ihren Ticket-Gutschein zur parts2clean 2019

Mit Ihrer Aktivierung im Internet erhalten Sie sofort ein kostenloses Eintrittsticket für Ihren Messebesuch.

Ihr Aktionscode: p2c2019

Nur mit Online-Registrierung gültig

spacer_bg
Anzeige
Anzeige