Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Machining of hygroscopic materials by high-pressure CO2 jet cutting
    ( 2016)
    Uhlmann, E.
    ;
    Bilz, M.
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    Mankiewicz, J.
    ;
    Motschmann, S.
    ;
    John, P.
    Cutting with a high-pressure CO2 jet has the potential for a dry and residue-free machining of hygroscopic materials. An experimental system for continuous CO2 high-pressure jets at atmospheric conditions was developed. The high-pressure liquid CO2 expands into atmospheric pressure after exiting the nozzle and changes to gas and particles and can be used for the machining of parts and surfaces. The investigations led to first expertises for the continuous jet cutting with high pressure CO2 at atmospheric conditions with jet pressures of up to 3000 bar. Commercial blasting plants are not available yet and only research institutes hold prototypes and experimental systems. During the technological examinations the mass flow and impulse forces of CO2 and high-pressure water jets were determined and compared experimentally. Identical cutting tests were carried out with polyurethane. Principal similarities are shown in the produced cutting surfaces and grooves of both processes. The experiments indicated that the effects of the individual blasting parameters are identical to the impulse force and groove depth for both processes. The high-pressure CO2 jet offers a dry and residue-free machining of hygroscopic materials. The process can be integrated decentralized and directly into production lines. According to the current knowledge, the limitation for the cutting of materials, depending on the thickness of the workpiece, is a maximum hardness of 60 Shore D at a maximum density of 600 g/cm3. Thus, the process is currently limited to the processing of synthetic and natural materials.
  • Publication
    CO2-Strahlen in Maschinen- und Anlagentechnik
    ( 2010)
    Motschmann, S.
    ;
    Bilz, M.
    Das ökonomische Bedürfnis zur Steigerung von Effektivität und Effizienz, neue gesetzliche Vorgaben und steigende Qualitätsanforderungen erfordern moderne Reinigungsverfahren. Suboptimale Reinigungsprozesse stellen für praktisch jedes Unternehmen eine finanzielle Delastung dar. Ein modernes Reinigungsverfahren ist das Strahlen mit festem Kohlenstoffdioxid, das sich in unterschiedlichen Branchen etablieren konnte. Die Wirkung und Einsatzgebiete dieses Verfahrens sowie dessen Vor- und Nachteile im Vergleich zu konventionellen Verfahren werden in diesem Beitrag erläutert.
  • Publication
    Vorteile und Leistungen im Vergleich
    ( 2009)
    Bilz, M.
    ;
    Motschmann, S.
    ;
    Manthei, M.
    ;
    Krieg, M.
    Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass sich die Klebfestigkeit zweier Zweikomponenten-Klebstoffe EP1 und EP2 - aufgetragen auf drei unterschiedliche Werkstoffgruppen - nach der Vorbehandlung mittels Trockeneisstrahlen in den meisten betrachteten Fällen signifikant steigern lässt. Auch die Vorbehandlung von Kunststoffen vor dem Lackieren mit CO2- Schneestrahlen führte zu guten Ergebnissen. So konnte das CO2-Schneestrahlen typischer Kunststoffsubstrate der Automobilindustrie durch Prüfung der Lackhaftung mittels Gitterschnittverfahren als geeignetes Vorbehandlungsverfahren vor dem Lackieren qualifiziert werden. Selbst fehlerhaft hergestellte Proben, bei denen innere Verunreinigungen an die Oberfläche migrierten, wiesen nach einer C02-Schneestrahlvorbehandlung eine noch ausreichende Lackhaftung auf. Insgesamt belegen die durchgeführten Untersuchungen, dass das trockene, rückstandsfreie, substratschonende und umweltneutrale CO2-Strahlen eine interessante Alternative zu gängigen Reinigungs- und Vorbehandlungsverfahren darstellt.
  • Publication
    Automatisiertes Vorbehandeln mit CO2-Schneestrahlen
    ( 2009)
    Bilz, M.
    ;
    Manthei, M.
    ;
    Motschmann, S.