Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Um die Ecke gebracht - schonende Umlenkung von Trockeneis-Strahlmittel
    ( 2011)
    Uhlmann, E.
    ;
    Motschmann, S.
    ;
    Bilz, M.
    ;
    Schöfisch, K.
    Bislang wird das Trockeneisstrahlen hauptsächlich zum Reinigen leicht zugänglicher Oberflächen eingesetzt. Für schwer zugängliche Bereiche wie z. B. Hinterschneidungen sind für das Trockeneisstrahlen verschiedene Strahldüsen-Varianten erhältlich. Diese nutzen jedoch zur Strahlmittelablenkung fast ausschließlich Pralleffekte innerhalb der Strahldüse, wodurch es zur verstärkten Zerkleinerung und teilweise auch zur vorzeitigen Sublimation des Strahlmittels kommt. Dies wiederum führt zu einem Geschwindigkeits- und Massenverlust, wodurch die kinetische Energie verringert und somit auch die Abtragsleistung reduziert wird. Um diesen Verlust zu reduzieren, forscht das Fraunhofer IPK aktuell an einer Düsenvariante zur schonenden Strahlmittelumlenkung. Das Grundkonzept nutzt dabei das allgemein bekannte Injektorprinzip. Dabei soll eine Strahlmittelablenkung um bis zu 90° durch einen sekundären Druckluftstrom erreicht werden. Um den Anlagenaufwand gering zu halten, wird eine Zweischlauch-Trockeneisstrahlanlage verwendet. Mit einem entwickelten Injektorkrümmer wurde die schonende Umlenkung von Trockeneispellets unter Einsatz eines sekundären Luftstroms evaluiert. Das Düsenkonzept ermöglicht eine deutlich höhere Abtragsleistung für Reinigungsprozesse durch eine effektivere Ausnutzung des empfindlichen Strahlmittels im Vergleich zur untersuchten Vergleichsdüse. Die in den Versuchen maximal erreichte Abtragsleistung des Injektorkrümmers ist um den Faktor 16 höher als bei der verwendeten Alternativdüse mit identischen Prozess-Parametern. Zudem ist der Raumbedarf für den Injektorkrümmer deutlich geringer und ermöglicht somit die leichtere Reinigung auch schwer zugänglicher Bereiche.
  • Publication
    Marktstudie Kohlendioxidstrahlen 2010
    (Fraunhofer IPK, 2010)
    Bilz, M.
    In der Marktstudie soll die Größenordnung des deutschen Markts für die CO2 Strahlverfahren Trockeneis- und CO2 Schneestrahlen erfassen, den Zustand beschreiben, sowie Entwicklungen, Besonderheiten und Trends aufzeigen. Dieser Markt umfasst alle Unternehmen, die sich direkt mit den CO2 Strahlsystemen befassen. Dabei kann sich ihr Leistungsspektrum von der Produktion der Anlagentechnik über deren Vertrieb bis hin zu Dienstleistungen jeglicher Art erstrecken.
  • 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
    Reinigen und Entschichten mit CO2
    ( 2008)
    Bilz, M.
    ;
    Krieg, M.
    Unterschiedliche Varianten des CO2-Strahlens bieten vielseitige Alternativen zu herkömmlichen Reinigungs- und Entschichtungstechnologien. Der folgende Beitrag beschreibt die Möglichkeiten verschiedener CO2-Strahlverfahren und gibt einen Ausblick auf neue Entwicklungen in diesem Bereich. Die Abtragwirkung beruht auf einem thermischen, einem mechanischen und einem Sublimationseffekt. Die niedrige Härte des Strahlmittels (Härte von Trockeneispellets < 2 Mohs) gewährleistet eine schädigungsarme Bearbeitung des Substrats. Ein sich noch in der Entwicklung befindendes Verfahren mit Trockeneis (Strahlen aus der festen Phase) ist das Schleuderrad-Strahlen, bei dem keine kostenintensive Drucklufterzeugung und -aufbereitung notwendig ist. Das Strahlen aus der flüssigen Phase (flüssiges CO2 wird erst im Prozess zu CO2-Schnee) kann als CO2-Snow-Jet-Cleaning, mit Beschleunigung in einer Zweistoffringdüse oder mit Beschleunigung in einer in die Düse integrierten Agglomerationskammer durchgeführt werden. Je nach Art der Abrasionsintensität sind verschiedene Anwendungen sinnvoll, das Snow-Jet-Cleaning z. B. zur Feinstreinigung von optischen und elektronischen Komponenten, das stärker wirkende Trockeneis-Strahlen zum Flächenaufrauen oder Entfernen hartnäckiger Verchmutzungen. Entnommen aus TEMA