Effectief en efficiënt reinigen van structurele voeggebieden

Bij de partiële reiniging van structurele voeggebieden, bijvoorbeeld van carrosseriedelen of batterijbehuizingen, zorgt de koude, droge quattroClean-methode door het robuuste proces met een groot werkvenster voor een op maat gemaakte reinheid. (Beeldbron: acp systems AG)

De lijmtoepassing kan direct of na een tussenliggende activatie plaatsvinden. (Beeldbron: acp systems AG)

Het samenspel van de vier werkingsmechanismen maakt het mogelijk om specifieke en ook filmische verontreinigingen reproduceerbaar van kunststoffen (met en zonder vezelversterking) en metalen onderdelen automatisch inline te verwijderen. (Beeldbron: acp systems AG)

Om gewicht te besparen, worden in de automobielindustrie steeds meer assemblages van kunststoffen en lichte metalen toegepast die met elkaar worden verlijmd. Bij het verbinden van structurele componenten is vooral een betrouwbare voorbehandeling van de voeggebieden een must. Bij deze taken kan de klimaatneutrale quattroClean-technologie in vergelijking met andere droge reinigingsmethoden met voordelen uitpakken.

Lightweight design is in de automobielindustrie geen nieuw onderwerp. In het kader van verdere vermindering van CO2-uitstoot en elektromobiliteit krijgt het echter steeds meer relevantie. OEM en toeleveranciers zetten daarom ook bij carrosseriedelen zoals bijvoorbeeld deuren, dakpanelen, kofferruimtes en achterkleppen, evenals motorkappen, steeds vaker in op lichtere materialen zoals aluminium en kunststoffen. Daarnaast maken gewijzigde productie- en verlijftechnologieën, zoals verlijmen in plaats van lassen, klinken of schroeven, gewichtsbesparingen mogelijk. Om bij structurele verlijmingen, bijvoorbeeld van carrosseriedelen of accupakketten, de benodigde hechting te garanderen, worden zeer hoge eisen gesteld aan de reinheid en bevochtbaarheid van de voeggebieden.

Efficiënt gedeeltelijk en droog reinigen in plaats van nat en volledig

klassieke natchemische reinigingsprocessen met waterbasis media of oplosmiddelen vallen bij deze taken om verschillende redenen af. Daartoe behoren dat de voeggebieden doorgaans een veel hogere reinheid moeten vertonen dan de rest van het onderdeel en dat deze reinigingsprocessen niet of slechts met extreem veel moeite in een productie- of montagelijn kunnen worden geïntegreerd. Daarom worden droge procedures geprefereerd, zoals de milieuvriendelijke quattroClean-sneeuwstraalreiniging van acp systems AG. Deze wordt in veel industriële sectoren ingezet voor plaatselijke of volledige reiniging van onderdelen uit vrijwel alle materialen. Omdat de reiniging materiaalbesparend gebeurt, kunnen ook gevoelige substraten worden behandeld.

De procedure gebruikt vloeibaar kooldioxide als reinigingsmedium, dat ontstaat als bijproduct bij chemische processen en de energieopwekking uit biogas, en daarom milieuvriendelijk is. Het wordt door de slijtagevrije tweeflessenringdüse geleid en ontspant bij het verlaten tot fijne CO2-sneeuw. Deze kernstraal wordt in een aparte, ringvormige persluchtmantelstraal gebundeld en met supersonische snelheid versneld. Wanneer de goed te focussen sneeuw-luchtstraal op het te reinigen oppervlak treft, ontstaat een combinatie van thermisch, mechanisch, sublimatie- en oplosmiddeleffect. Het samenspel van deze vier werkingsmechanismen verwijdert reproduceerbaar deeltjesverontreinigingen (bijvoorbeeld stof, spanen, slijtage, microranden) en filmvormige verontreinigingen (bijvoorbeeld afscheidingsmiddelen, trekoliën, emulsies, siliconen, roetsporen). Losgekomen verontreinigingen worden door de aerodynamische kracht van de perslucht weggeblazen en door een geïntegreerde afzuiging verwijderd.

Koel, eenvoudig te automatiseren reinigingsproces met groot werkvenster

De meer dan 20 jaar geleden ontwikkelde quattroClean-technologie behoort tot de meest efficiënte, effectieve en veelzijdige droge procedures. In vergelijking met andere droge reinigingsmethoden zoals atmosferisch plasma- en laserreiniging biedt zij door verschillende procesgerelateerde eigenschappen een hogere procesveiligheid bij seriegebruik. Daartoe behoren het robuuste proces en het grote werkvenster. Positief is ook dat tijdens de reiniging geen verwarming van de te behandelen onderdelen plaatsvindt.

De schaalbaarheid van het industrie 4.0-compatibele quattroClean-systeem maakt het eenvoudig en ruimtebesparend aan te passen aan verschillende toepassingen en onderdeelgeometrieën. Alle procesparameters zoals volumestromen voor perslucht en kooldioxide, aantal spuitmonden, straalgebied en -tijd worden door experimenten in het acp-technikum nauwkeurig afgestemd op het betreffende onderdeel, de toepassing, de materiaaleigenschappen en de te verwijderen verontreinigingen. Ze kunnen als onderdeel-specifieke programma's worden opgeslagen in de besturing van de installatie. Op basis van standaardmodules ontwikkelt acp maatwerkinstallatieconcepten – zowel als standalone-oplossingen als voor integratie in productielijnen en gekoppelde productieomgevingen.

Voorbehandeling van lijm voor structurele onderdelen van kunststof en metaal

Voor de voorbehandeling (verwijdering van achtergebleven scheidingsmiddelen en activering van de oppervlakken) van twee te verlijmen onderdelen – vervaardigd uit vezelversterkt polyamide (PA) en onversterkt PA – heeft het quattroClean-proces zich bewezen ten opzichte van atmosferisch plasma-reiniging. Redenen hiervoor waren dat de met plasma gereinigde onderdelen niet voldeden aan de eisen van de na het verlijmen uitgevoerde, destructieve hechtingssterkteproeven. Bovendien vereisten de strakke procesvensters van de plasma-reiniging dat parameters zoals inwerktijd, afstand en invalshoek van het plasma zeer nauwkeurig werden nageleefd om een werking op het oppervlak te bereiken en een overactivatie van het kunststof te voorkomen. Voor deze toepassing ontwikkelde acp samen met het bedrijf een meertraps proces, waarin de onderdelen geautomatiseerd worden gereinigd, geactiveerd en verlijmd.

Bij een Aziatische OEM ging het om het verwijderen van minimale achtergebleven resten van bijvoorbeeld trekoliën die werden gebruikt bij het vormen van carrosseriedelen uit aluminium, vóór het verlijmen. Het bedrijf voerde daartoe vergelijkende proeven uit met plasma-, laser- en quattroClean-reiniging. Terwijl de plasma-methode hier niet effectief bleek, kon met laserreiniging het trekolie wel worden verwijderd. Echter, door de verwarming van het onderdeel tijdens de reiniging ontstonden ongewenste neveneffecten, die evenals de relatief lage proces-snelheden uitsluitingscriteria waren. Naast de behaalde reinheid, de hoge procestsnelheid en procesveiligheid kon het quattroClean-proces overtuigen door zijn 'ongevoeligheid' en kosteneffectiviteit. Volgens de berekeningen van de OEM biedt het in vergelijking met een natchemisch proces investeringsbesparingen met een factor vier, en dalen de operationele kosten met meer dan 50 procent.