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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen- Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten -
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Agenda
Fraunhofer IPK
CO2-Strahlen Allgemeines
Anlagentechnik
Anwendung
Vergleich Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen
Kosten
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Fraunhofer IPK
1904 - Gründung des IWF1976 - Gründung des IPK1986 - Bezug des PTZ
441 Mitarbeiter(Wissenschaftler, Dienstleister, Studenten)
Mehr als 7100 m² - Büros, Speziallabore und Versuchshalle (∅ 60 m)
Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb, IWF TU Berlin
Fraunhofer Institut fürProduktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Fraunhofer IPK
Forschungen zum Strahlen mit festem CO2 alsStrahlmedium am IPK seit 1996
Untersuchungen zu StrahlparameternDüsenentwicklungTheoretische / Analytische Untersuchung derTechnologie
Geschäftsstelle Fraunhofer-Allianz ReinigungstechnikKontaktpunkt von 10 verbundenen FraunhoferInstituten, die das gesamte Gebiet derReinigungstechnik abdeckenKostengünstige, koordinierteProjektdurchführung durch Kooperation dereinzelnen Institute
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Ungefährlicher Stoff (GefStoffV)
Nicht brennbar, nicht giftig, farblos, geruchlos (MAK-Wert 5000 ppm), nicht elektrisch leitend, bakteriostatisch, chemisch inert
Temperatur (1 bar): - 78,3 °C; Dampfdruck (20 °C): 57,3 bar
Bei Umgebungsdruck nur fest oder gasförmig
Direkter Übergang von fest nach gasförmig (Sublimation)
Keine Nässe è Trockeneis
Allgemeines - Eigenschaften von Kohlendioxid
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Trockeneispartikel
SτSubstrat
Verunreinigung
Thermischer EffektLokale Abkühlung und Versprödung der Verunreinigung, Ablösung vom Substrat aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehungskoeffizienten
Mechanischer EffektImpulsübertragung durch Partikel und Druckluft auf die Oberfläche, mechanische Abtrennung
SublimationseffektSchlagartige Volumenvergrößerung des CO2beim Wechsel vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand, Ablösung durch Druckstoß
Allgemeines - Wirkmechanismen
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Flüssiges CO2T = 20 °C -20 °C p = 57,3 bar; 20 bar
CO2-SchneeT = - 78,3 °Cp = 1 bar
TrockeneispelletsT = -78,3 °C p = 1 bar
10 mm
dP
lPlP = 5-15 mmdP = 3,0 mmTP = - 78,3 °CrP = 1100 kg/m³rSchütt = 821 kg/m³Härte = 1,5 Mohs
Allgemeines - Strahlmittelherstellung
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Anlagentechnik - Einteilung der Reinigungsverfahren
CO2-Strahlverfahren mit Druckluf tbeschleunigung
Strahlen aus der f lüssigen Phase heraus
(Schneest rahlen )
Strahlen aus der fester Phase heraus (Trockeneisstrahlen )
CO2-St rahlverfahren ohne Druckluf tbeschleunigung
Schleuderrad -Strahlen mit Trockeneis
(aus der festen Phase )
CO2 Snow Jet Cleaning(aus der f lüssigen Phase )
Einschlauchanlage
Kombinat ionsanlage
Zweischlauchanlage
Agglomerat ionskammer
Zweistof f ringdüse
Reinigen mit Kohlendioxid
Strahlen mit festem CO2 Reinigen mit f lüssigem CO2
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Anlagentechnik
CB
Strahlen aus derfesten Phase
Druckstrahlanlage
6 cm
CO2-Strahlen mit Druckluftbeschleunigung
Einschlauchanlage
InjektoranlageZweischlauch
anlage
KombinationZweischlauch
anlage
Entspannung inUmgebungsdruck
Strahlen aus derflüssigen Phase
Entspannung inStrahldruck
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
CO2-Strahlen – Vorteile
Sublimation des Trockeneis
Kein Eintrag von Sekundärverunreinigungen
Geringe Entsorgungskosten aufgrund des geringen Abfallvolumens
Anwendungsflexibel hinsichtlich Substrat und Verunreinigung
Kurze Reinigungszeiten ohne Demontage
Selektiver Reinigungsprozess mit geringer abrasiverund korrosiver Substratbeeinflussung
Einfache Anlagentechnik25 mm
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
CO2-Strahlen – Nachteile
Hoher Schalldruckpegel
Trockeneispellets begrenzte Zeit in Isolierbehältern lagerfähig
Hohe Betriebskosten (Druckluftaufbereitung, Trockeneispellets)
Absaugtechnik erforderlich
Quelle: acp
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Trockeneisstrahlen – Anwendung
Reinigen von Maschinen, Anlagen und FunktionsoberflächenReinigen von Spritzgussformen in der KunststoffindustrieReinigen spannungsführender Anlagen und elektronischer KomponentenEntlacken, Entgraten, EntschichtenEntfernen keramischer Wärmedämmschichten
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
CO2-Schneestrahlen – Anwendung
Vorbehandeln vor dem Lackieren und Kleben
Reinigen von Metall- und Kunststoffoberflächen
Reinigung sensibler optischer Linsen
Reinigung empfindlicher elektronischer Komponenten
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Vergleich Trockeneisstrahlen und CO2-Schneestrahlen
Trockeneisstrahlen CO2-Schneestrahlen
Nutzung von separat zuzuführendem Trockeneis (Trockeneispellets)
Nutzung von in Tanks lagerndem flüssigem CO2
Trockeneis in isolierten Behältern bis 5 Tagen lagerbar
Unbegrenzte Lagerfähigkeit des Strahlmittels
Beschleunigung durch Druckluftstrom und spezielle Strahldüsengeometrien
Entspannen in der Strahldüse, ggf. Beschleunigen durch Druckluft oder Schutzgas
Hoher Strahldruck erforderlich Hoher Strahldruck erforderlich
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Vergleich Trockeneisstrahlen und CO2-Schneestrahlen
Stark abrasive Wirkung Leicht abrasive Wirkung
Hoher Strahldruckpegel Hoher bis niedriger Strahldruckpegel
Automatisierung aufwendig Gute Automatisierbarkeit
Anwendsungsbeispiele:Entschichten, Entgraten und Entlacken, Aufrauen, Reinigen
Anwendungsbeispiele:Reinigen, Vorbehandlung vor dem Beschichten und Fügen
Trockeneisstrahlen CO2-Schneestrahlen
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Kostenüberblick
Trockeneisstrahlen
Anlage: 10 - 15 T€
Pellets: 0,5 – 1 €/kg
CO2-Schneestrahlen
Anlage: 10 T€
CO2-flüssig: 0,10 €/kg
Druckluft: 0,02 €/m³
Automatisierung, Lohnkosten, etc.
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Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen – Prinzip und Anwendungsmöglichkeiten
Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK)Pascalstraße 8 – 910587 BerlinDeutschland
Dipl.-Ing. (FH) Martin Bilz M.Sc.
fon: +49 (0) 30 / 3 90 06-147fax: +49 (0) 30 / 3 91 10 37mail: martin.bilz@ipk.fraunhofer.de
web: www.ipk.fhg.dewww.strahlverfahren.dewww.allianz-reinigungstechnik.de
Kontakt
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