VorlesenProzessintegrierte Trendanalyse der Bauteilsauberkeit in Reinigungsanlagen (ProTrend)
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Forschungsziel: Zur Sicherstellung der technischen Sauberkeit zerspanend hergestellter Bauteile werden in der Serienfertigung häufig Entgrat- und Reinigungsanlagen eingesetzt. Das Reinigungsergebnis kann aber nur stichprobenartig im Labor analysiert werden und liegt oft erst nach Stunden vor. Die Projektpartner haben daher gemeinsam eine Schnelltestkammer mit entsprechender Sensorik für eine automatisierte qualitative Restschmutzanalyse entwickelt. Diese soll künftig Trendaussagen liefern, die ein ausreichend schnelles Eingreifen in den Prozess ermöglichen.
Ansprechperson Projektkoordination
Dr. Matthias Wadle +49 7152 99770-81
wadle@piller-online.de
Ansprechperson bei PTKA
Dr.-Ing. Paul Armbruster
+49 721 608-26209
paul.armbruster@kit.edu
Problemstellung
Die Bedeutung der Thematik technische Sauberkeit von zerspanend hergestellten Bauteilen wird durch den technologischen Fortschritt und die gesellschaftliche Entwicklung anwendungs- und branchenübergreifend künftig immer weiter zunehmen. Zur Gewährleistung dieser technischen Sauberkeit werden Reinigungsanlagen eingesetzt, deren Reinigungsergebnis derzeit nur stichprobenartig im Labor analysiert werden kann. Analyseergebnisse liegen oft erst nach mehreren Stunden vor, was eine permanente Gewährleistung der Prozesssicherheit ausschließt.
Projektziele
Vor diesem Hintergrund wurde mit dem Verbundprojekt ProTrend das Ziel verfolgt, in eine Reinigungsmaschine eine Mess- und Auswerteeinheit für eine schnelle qualitative Restschmutzanalyse zu integrieren, um eine zeitnahe Trendanalyse der Reinigungswirkung zu ermöglichen. Somit kann ein permanenter Nachweis der Prozesssicherheit des Reinigungsverfahrens erbracht werden.
Vorgehensweise
Im Projektverbund wurde von der Piller Entgrattechnik GmbH eine Online-Partikel- Schnelltestkammer entwickelt, mit welcher es möglich ist, den prozesssicheren Betrieb einer Hochdruckwasserstrahl-Entgrat- und Reinigungsanlage prozessintegriert zu überwachen. Diese Schnelltestkammer wird durch ein geeignetes Handhabungssystem in den Werkstückfluss der in der industriellen Großserienfertigung zum Einsatz kommenden Entgrat- und Reinigungsanlage eingebunden. Auch besteht die Möglichkeit, die mit Hilfe der Schnelltestkammer erzielten Ergebnisse der Trendanalyse der Bauteilsauberkeit zur Weiterverarbeitung im Rahmen der Qualitätssicherung bereit zu stellen.
Von der Markus Klotz GmbH wurden zum einen Sensoren zur Partikelerfassung und zur Überwachung von Reinigungsmedien an die Anwendung in einer Reinigungsanlage angepasst. Zum anderen wurde eine Software zur qualitativen Auswertung von Restschmutzgehalten in Reinigungsflüssigkeiten entwickelt.
Die Arbeiten der Projektpartner wurden durch den Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation der TU Kaiserslautern (FBK) wissenschaftlich begleitet.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Als Ergebnis des Verbundprojekts steht eine Einheit zur Verfügung, welche die prozessintegrierte Trendanalyse der Bauteilsauberkeit in Reinigungsanlagen ermöglicht und somit einen aktiven Beitrag zur permanenten Gewährleistung der Prozesssicherheit leistet. Diese Einheit ist von der Piller Entgrattechnik GmbH als „Stand-alone-Maschine“ entwickelt worden und erweitert ihr Produktspektrum. Die Markus Klotz GmbH kann die entwickelte Sensorik zur Bewertung des Restschmutzgehaltes in strömenden Fluiden für vielfältige unternehmens- und branchenübergreifende Anwendungen zur Verfügung stellen. Zum Ergebnistransfer werden die Projektergebnisse von allen Partnern des Projektverbundes in Firmenschriften und auf Fachmessen vorgestellt. Durch das FBK erfolgt eine Publikation in Fachzeitschriften sowie die Präsentation in wissenschaftlichen Foren. Projektinhalte wurde bereits projektbegleitend im Industriearbeitskreis Gratminimierung vorgestellt, welchem sämtliche deutsche Automobilisten, deren wesentliche Zulieferer sowie die wesentlichen Hersteller von Zerspanwerkzeugen und Reinigungsanlagen angehören.
- Markus Klotz GmbH
- Piller Entgrattechnik GmbH
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