Selbstorganisierende Polymerschichtsysteme für Reinigungsanalysen - SePoRa

FORSCHUNGSPROJEKT

Herausforderung

  • bisherige Auftragsverfahren für Testverschmutzungen auf Bauteilen liefern unzureichende Reproduzierbarkeit  
  • Entwicklung und Optimierung von Reinigungsprozessen bedarf einer Vielzahl an zeit- und kostenintensiven Einzelversuchen  
  • versuchstechnischer Aufwand wird häufig vermieden und Reinigungsprozesse überdimensioniert
  • reproduzierbare Beschichtungsverfahren als Modellsysteme speziell für homogene filmische Verschmutzungen

Forschungsergebnis

  • geometrieunabhängiger und homogener Auftrag von Polymerschichtsystemen (PSS) auf Originalbauteilen aus der Fertigung
  • Auftrag der PSS mit rudimentärer Laborausstattung
  • Praktikabler Nachweis der PSS über kostengünstige Fluoreszenzmesstechnik
  • Katalog der entwickelten PSS bildet Reinigungsverhalten unterschiedlichster, realer filmischer Verschmutzungen ab  

Nutzen

  • aussagekräftige und reproduzierbare Untersuchungen zur Reinigungswirkung und -effizienz industrieller Bauteilreinigungsanlagen  
  • geringer finanzieller und personeller Aufwand – Handhabung mit Laborgrundausstattung und ohne spezielles Know-How
  • Einsatz als objektives Prüf- und Testverfahren bei anstehenden Investitionsentscheidungen
  • Grundlage für branchenübergreifende Standards der reinigungsgerechten Bauteilkonstruktion

Sichere Prozesse durch effiziente Testmethoden

Steigende Qualitätsanforderungen an Endprodukte und Prozesse machen branchenübergreifend eine wissenschaftlich fundierte Auslegung und Optimierung von Bauteilreinigungsanlagen, -verfahren, -prozessführung, und Restschmutzdetektionsmethoden notwendig. Hierzu durchgeführte Reinigungsuntersuchungen erfolgen bisher an im realen Fertigungsprozess filmisch verschmutzten Originalteilen oder an im Labor definiert angeschmutzten, speziell zerlegbaren Testbauteilen. In beiden Fällen streuen die Verschmutzungszustände zu Beginn der Reinigungsuntersuchungen enorm (Dicke und Homogenität der Schichten).

Sichere Untersuchungsergebnisse sind deshalb unmöglich. Für statistisch gesicherte Aussagen zu Reinigungswirkung und -effizienz von Bauteilreinigungsanlagen müssten Anlagenhersteller und -anwender deshalb bei Entwicklungs- und Optimierungsarbeiten eine Vielzahl an zeit- und kostenintensiven Reinigungsversuchen durchführen. Dies wird in der Praxis vermieden und deshalb Reinigungsprozesse sicherheitshalber überdimensioniert.

Reproduzierbarkeit – kosteneffizient und nachhaltig

Die Zielstellung des IGF-Projektes SePoRa ist es, selbstorganisierende, fluoreszierende Polymerschichten sowie deren Beschichtungsverfahren als Modellsysteme speziell für homogene filmische Verschmutzungen zu entwickeln. Dies ermöglicht den reproduzierbaren Auftrag geometrieunabhängiger und homogener Testverschmutzungen direkt auf komplexen Bauteilen aus der Fertigung. Damit werden oben genannte Defizite beseitigt und erstmals kostengünstige und aussagekräftige Untersuchungen zur Reinigungswirkung und –effizienz industrieller Bauteilreinigungsanlagen mit einer minimalen Anzahl an Versuchsdurchführungen ermöglicht.

Im Zentrum des Projektes stehen die Entwicklung der Polymerschichtsysteme, deren reinigungstechnische Validierung und die Übertragung der Ergebnisse auf 3D-Modellsubstrate sowie der abschließende Nachweis der industriellen Anwendbarkeit inklusive Transfer der Projektergebnisse.

Reinigungsversuche mit einfacher Grundausstattung

Die Projektergebnisse bieten Unternehmen erstmalig eine Methode, mit der sie ihre Reinigungssysteme und -prozesse definiert und reproduzierbar auslegen, optimieren und validieren können. Die Vorteile eines polymerbasierten Anschmutzungsverfahrens liegen klar auf der Hand: Die finanziellen und personellen Hürden für den Einsatz sind extrem gering, da auf die Aufbringung der PSS mit einfacher Laborgrundausstattung abgezielt wird. Dazu ist der Einsatz von Originalteilen möglich, weshalb auf kostenintensiv konstruierte und gefertigte Testbauteile verzichtet werden kann und der Test realitätsnah stattfindet. Überdies ist der Einsatz ohne spezielles Know-How möglich.

Dadurch werden insbesondere KMU ohne eigene F&E-Abteilung in die Lage versetzt, Reinigungsuntersuchungen auf wissenschaftlichem Niveau in für sie wirtschaftlicher Weise durchzuführen. Die Projektergebnisse liefern die Grundlage für neue branchenübergreifende Standards für Reinigungs- und Reinigbarkeitstests sowie Konstruktionsleitlinien zur Reinigbarkeit von Bauteilen.

Haben Sie Fragen zur Reinigung Ihrer Bauteile oder wünschen Sie weitere Informationen zu unserem Forschungsprojekt?  Wenden Sie sich gerne an uns!

 

Projektlaufzeit 01.12.2019 bis 31.05.2022
Kooperatiosnpartner

Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V.

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

 

Weitere Informationen

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