Ontbramen voor de specifieke onderdeelreinigheid

De nieuwe EcoCvelox combineert het ontbramen en reinigen met een zeer snelle automatisering, zodat deze processen efficiënt in één installatie uit één hand kunnen worden uitgevoerd. (Beeldbron: Ecoclean GmbH)

De ontbraam- en reinigingsmodules zijn ontworpen voor grote onderdelen van 200 x 200 x 200 mm. De afzonderlijke bewerkingen kunnen in cyclustijden van 15 seconden per pallet worden uitgevoerd, waarbij ongeveer 14,5 seconden op de procestijd vallen. (Beeldbron: Ecoclean GmbH)

Op het 19 inch grote flatscreen-display (HMI) van het nieuwe, intuïtieve bedieningspaneel wordt elk onderdeel van de installatie in een overzicht weergegeven, vergelijkbaar met een smartphone, afzonderlijk en overzichtelijk. (Beeldbron: Ecoclean GmbH)

Een betrouwbare ontbraming is een fundamentele voorwaarde om hoge reinheidsnormen procesveilig te kunnen vervullen. (Beeldbron: Ecoclean GmbH)

Particuliere schoonmaakspecificaties op het gebied van enkele honderden micrometers zijn vandaag de dag in veel sectoren gebruikelijk. Ze kunnen – vooral bij met de bewerking vervaardigde onderdelen met complexe geometrieën – alleen proceszeker worden voldaan wanneer vooraf een betrouwbare ontbraming heeft plaatsgevonden. Een nieuwe oplossing combineert beide processen met een zeer snelle automatisering en maakt het mogelijk dat ontbramen en reinigen samensmelten in een hoogflexibele installatie.

Onderdelen worden steeds kleiner en complexer. Dit gaat meestal gepaard met een hogere gevoeligheid voor partikelverontreinigingen, wat hogere eisen aan de netheid van de werkstukken met zich meebrengt. Afhankelijk van het onderdeel en de toepassing moeten bijvoorbeeld voorschriften worden nageleefd zoals „geen deeltje groter dan 200, 300 of 400 micrometer”. Dit leidt ertoe dat fabrikanten, vooral van metaal bewerkte of bewerkte werkstukken met complexe geometrieën, een grote reinigingsinspanning leveren om aan de eisen te voldoen. Maar ondanks deze inspanningen worden bij de daaropvolgende controle op netheid vaak deeltjes gevonden op het analysefilter die groter zijn dan toegestaan. Het onderdeel of zelfs een volledige batch werkstukken is daardoor niet voldoende schoon voor een eindmontage.

Deeltjes – vaak afgestorven bramen

Daardoor zijn zeer vaak niet verwijderde bramen en flitterbramen verantwoordelijk, die tijdens het reinigen loskomen maar niet volledig worden uitgespoeld. Een andere bron van ontstaan is de handling van de onderdelen tijdens de restverontreinigingscontrole; hierbij kunnen ook bramen afbreken. Het gaat hierbij om ongewenste materiaalresten die zich aan bewerkte randen en op het oppervlak van het onderdeel vormen door materiaalverplaatsing en die nog stevig verbonden zijn met het werkstuk. Omdat met de bewerking vervaardigde werkstukken vaak moeilijk bereikbare gebieden bevatten, zoals ondercutten, sleuven, groeven, interne en kruisende gaten, vormen ze bij het ontbramen een bijzondere uitdaging. Ongeacht moeten deze bewerkingsresten ook hier worden verwijderd, want bij netheidkritische onderdelen, bijvoorbeeld voor hydraulische componenten zoals transmissies, remmen en stuurbekrachtigingen, evenals voor kleppen en behuizingen voor motoren en pompen, kunnen bramen zich tijdens het gebruik losmaken en de werking belemmeren of zelfs leiden tot een systeemuitval.

Ontbramen – een taak van de productie of reiniging?

Ondanks de grote betekenis voor de kwaliteit van het onderdeel wordt het ontbramen vaak nog gezien als een niet-productieve bewerkingsstap. Dit leidt vaak tot controverse tussen de exploitant en de fabrikant van reinigingsinstallaties. Vooral bij hoge eisen aan de netheid is het daarom gebruikelijk dat de fabrikant van de installatie de naleving van de vereiste partikelrestwaarden alleen garandeert bij onderdelen die volledig en correct zijn ontbramd.

Hogedrukwaterstraal – gericht verwijderen van bramen

Het ontbramen gebeurt in de industriële praktijk met verschillende methoden, die over het algemeen kunnen worden ingedeeld in ongerichte en gerichte procedures. Bij onderdelen van staal en aluminium met complexe interne geometrieën is hogedrukwaterstraal de gevestigde methode voor gerichte verwijdering van bramen. Hiervoor worden verschillende ontbramingsgereedschappen gebruikt, zoals verschillende spuiten of lanzen, die in de gaten en interne geometrieën worden ingebracht en bramen gericht met een waterstraal behandelen. De druk van de waterstraal ligt daarbij duidelijk boven de latere werkdruk waarmee vloeistoffen zoals hydrauliekolie door het onderdeel worden geleid. Bijvoorbeeld, bij een oliepomp met 150 bar wordt de ontbraming uitgevoerd met minimaal 300 bar. Bramen die niet kunnen worden verwijderd, vormen bij het verdere gebruik van de pomp geen risico meer.

Deze gerichte ontbraming vereist dat de productiegebonden bramestellen vooraf worden gedefinieerd en dat bekend is hoe de mechanische bewerking is uitgevoerd. Op basis hiervan kan een onderdeel-specifiek ontbramingsprogramma worden opgesteld. Dit garandeert dat de waterstraal de bram zo behandelt dat deze niet in de boring wordt gedrukt, maar wordt verwijderd.

Interface-problemen – bramen verwijderen en reinigen

Aangezien de ontbraming vanwege energie- en hulpbronnenefficiëntie wordt uitgevoerd met zo laag mogelijke drukken en waterhoeveelheden, bevinden zich daarna spanen/partikels op de werkstukken. De losgekomen bramen worden namelijk niet weggespoeld door de zeer geringe waterhoeveelheden. Hier komt de werkstukreiniging in beeld, die meestal in een aparte installatie en in batchprocessen plaatsvindt. Deze situatie vormt voor de exploitant verschillende uitdagingen. Zo zijn er twee installaties nodig om de taak „vraaggestuurd schone onderdelen” te realiseren en ligt de procesverantwoordelijkheid bij de installatiebeheerder, vooral als hij verschillende leveranciers voor de twee installaties heeft ingeschakeld. Bij problemen met de netheid wordt de oplossing vaak moeilijk, omdat de verantwoordelijkheid voor het totaalresultaat bij verschillende partijen ligt. Bovendien vereist de reiniging van de onderdelen in batchprocessen extra handling en speciaal ontworpen werkstukdragers, en wordt meestal slechts een algemene reiniging van de onderdelen uitgevoerd. Een gerichte behandeling van netheidkritische gebieden is daarbij niet mogelijk.

In één proces – gericht ontbramen en afzonderlijk reinigen van onderdelen

Werkstukken met hoge netheidseisen worden daarom idealiter niet alleen gericht ontbramd, maar ook in hetzelfde proces gereinigd. Tot nu toe waren hiervoor slechts zeer beperkte oplossingen beschikbaar. Een volledig nieuw ontwikkeld en zeer flexibel installatieconcept met geïntegreerd lineair transportsysteem voor het onderdelenvervoer en op maat gemaakte automatisering biedt hier uitkomst. De modulair opgebouwde EcoCvelox van Ecoclean combineert het 5-assige hogedrukwaterstraal-ontbramen met verschillende processen voor de reiniging en droging van onderdelen. De standaardmodules zijn ontworpen voor onderdelen met afmetingen van 200 x 200 x 200 mm, die op pallets worden aangevoerd. De afzonderlijke bewerkingen kunnen in cyclustijden van 15 seconden per pallet worden uitgevoerd, waarbij ongeveer 14,5 seconden op de procesduur vallen.

Ontbramen en reinigen – individueel configureerbaar

De verschillende elementen voor het ontbramen, evenals de onderdelenreiniging en -droging, kunnen individueel worden geconfigureerd en afhankelijk van de eisen worden uitgebreid. Het hogedrukontbramen kan worden uitgevoerd met de standaard enkele spil en een druk tot 1.000 bar (bij behoefte tot 3.000 bar) of met een optionele HD-rotator, die met tot vijf verschillende gereedschappen kan worden uitgerust. In beide gevallen kunnen deze op maat worden gemaakt voor het specifieke onderdeel. Voor de onderdelenreiniging staan de processen injectiespoelwas, sproetreiniging, ultrasoon en gerichte spoeling ter beschikking, die kunnen worden gecombineerd. De droging kan plaatsvinden door hogesnelheidsblazen en/of vacuüm droging, waarbij de blaasdroging – bij de juiste cyclustijd – ook in een reinigingsmodule kan worden geïntegreerd.

CAD/CAM-interface – snelle en eenvoudige programmering

Aangepast aan de uitrusting van gereedschapsmachines, kan een CAD/CAM-interface worden geïntegreerd in de ontbramingsmodule. Bestaande gegevens uit de productie van het onderdeel kunnen zo worden overgenomen voor de programmering van het hogedrukontbramen, zodat deze eenvoudig en snel offline kan worden uitgevoerd en in de besturing van de installatie kan worden ingeladen. Bovendien kunnen ontbramingsprocessen voor nieuwe onderdelen in de kortst mogelijke tijd en met minimale inspanning worden geïmplementeerd. De werkstukherkenning kan onder andere plaatsvinden via een geïntegreerd camerasysteem, zodat ook de ontbraming van onderdelen in batchgrootte 1 effectief en economisch kan worden uitgevoerd.

Door de hoge flexibiliteit in de installatieconfiguratie en procesontwerp biedt deze nieuwe oplossing alle eisen op het gebied van ontbramen, reinigen en drogen uit één hand op een kosteneffectieve wijze. Bovendien zorgen eenvoudige bediening en hoge onderhoudsvriendelijkheid voor een efficiënte reactie op de steeds hogere netheidseisen.