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Trockeneisreinigung

CO2-Reinigung

CO2-Reinigung

Temperaturdifferenz und kinetische Energie brechen die Verschmutzung auf, freiwerdendes CO2 hebt den Rest ab. Das Strahlgut verdampft rückstandsfrei.

Granulat-Reinigung

CO2-Reinigung

Bei Granulatstrahlung wird ausschließlich kinetische Energie umgesetzt und Granulatreste verbleiben am Objekt.

Auszug einer Abhandlung der TU-Berlin, Herr Elbing

Am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb der Technischen Universität Berlin wird das thermomechanisch mit Druckluft arbeitende Verfahren Trockeneisstrahlen untersucht und optimiert. Als Strahlmittel werden feste Trockeneispellets verwendet, die beim Auftreffen auf die Oberfläche sublimieren. Die Grundlage für die Herstellung dieser Pellets bildet flüssiges Kohlendioxid, das ein Beiprodukt der Ammoniakherstellung, der Öl-Gas-Raffinerie und der Ethanolproduktion sowie ein Naturprodukt vulkanischen Ursprungs ist. Beim Entspannen des Kohlendioxids auf einen Druck von 1 bar bei einer Temperatur von -80°C entsteht Trockeneisschnee. In einem Pelletizer wird der Schnee mit Hilfe eines hydraulisch angetriebenen Stempels durch eine Matrize gepreßt. Das Produkt sind je nach Matrize zylindrische Trockeneispellets mit einem Durchmesser zwischen 1 mm und 6 mm sowie einer Länge von 5 bis 15 mm. Das Trockeneisstrahlen arbeitet mit einem nichtmetallischen, organischen Einwegstrahlmittel. Beim Auftreffen der Pellets, die eine Temperatur von -78,5 °C besitzen, wird die Oberfläche punktuell unterkühlt. Es kommt zu einem Verlust der Elastizität und somit zu einer Versprödung sowie zum Schrumpfen der Beschichtung unter Ausbildung von Rissen. Nach Überschreiten der Adhäsionsenergie löst sich der Verbund zum Grundmaterial.

Dies resultiert aus den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Beschichtung und des Basiswerkstoffs. Die Beschichtung platzt partiell ab und wird durch die kinetische Energie der Pellets sowie des Luftstroms abgetragen. Die schlagartige Volumenzunahme um den Faktor 800 bei der Sublimation der CO2-Pellets unterstützt den Prozeß. Die Pellets haben eine Härte von 2 bis 3 Mohs. Diese Härteklassierung entspricht der Härte von Calciumsulfat CaSO4-2(H2O) (2 Mohs) bzw. Calciumcarbonat CaCO3 (3 Mohs).Aufgrund der geringen Härte im Vergleich zu anderen festen Strahlmitteln können für unterschiedliche Werkstoffe die Prozeßparameter so gewählt werden, daß keine Oberflächen- und Randzonenschädigung des Bauteils auftritt. Bei längerer Bearbeitungszeit kommt es vielfach zu einer Unterkühlung des Strahlguts. Die flächenbezogene Abtragrate kann aufgrund der geringer gewordenen Temperaturdifferenz zwischen Strahlgutoberfläche und den Trockeneispellets sinken. Nach dem Strahlen bleiben keine festen Strahlmittelrückstände zurück, da die Trockeneispellets beim Auftreffen auf die Oberfläche direkt in den gasförmigen Zustand übergehen. Diese Eigenschaft ist ein Vorteil gegenüber anderen Reinigungsverfahren, bei denen das Medium entweder in aufwendigen Verfahrensschritten aufbereitet oder zusammen mit der abgetragenen Verunreinigung kostenintensiv entsorgt werden muß.

Beim Trockeneisstrahlen hingegen kann das entstandene gasförmige Kohlendioxid abgesaugt werden. Nur die abgetragenen Partikel müssen entsorgt werden, nachdem sie von einem Zyklon bzw. Filter abgeschieden wurden. Der Übergang der Trockeneispellets in den gasförmigen Zustand hat außerdem den Vorteil, daß kein Strahlmittel in Bohrungen oder Hinterschneidungen der bearbeiteten Bauteile zurückbleibt. Eine nachgelagerte Reinigungs- bzw. Trocknungsstufe,wie bei anderen Verfahren, ist nicht erforderlich.

Die komplette Abhandlung können Sie bei der TU Berlin einsehen.

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