Reinigungssystem: Laser verdampft Schmutz
Gezielte Säuberung von Schweißstellen auf Bauteilen
Dresden (pte001/25.09.2007/06:10) Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) http://www.iws.fraunhofer.de haben ein Reinigungssystem für Werkstoffe entwickelt, das mithilfe von Laserstrahlen Verunreinigungen beseitigt. Das System eignet sich besonders für eine punktuelle Reinigung von Bauteilen. "Die Säuberung mit dem Laser ist ein thermischer Prozess. Die Oberfläche des Werkstückes wird dabei erhitzt und die Verunreinigungen verdampft", erklärt Jan Hauptmann, Projektleiter am IWS, im Gespräch mit pressetext. Mit diesem Verfahren können Bauteile vor dem Verschweißen oder Verkleben vorbereitet werden.
Zum Einsatz kommt dabei derselbe Laser, der auch für das Schweißen verwendet wird, so Hauptmann. Die Herausforderung dabei ist, dass der Laser beim Schweißen die Bauteile an der Fügestelle kurzzeitig aufschmilzt, um sie miteinander zu verbinden. Beim Reinigen will man dieses Aufschmelzen verhindern, um die exakten Formen der Teile zu erhalten - lediglich die Verunreinigungen sollen verdampfen. "Dazu lenken wir den Laser mit einem schwingenden Spiegel sehr schnell über das Material. So trifft der Laser die verschiedenen Stellen nur kurz. Die Zeit reicht zwar, um den Schmutz zu verdampfen, jedoch nicht, um das Bauteil anzuschmelzen", erklärt Hauptmann.
Anwendung soll dieses System beispielsweise in der Automobilindustrie finden, um Schweißstellen vorzubehandeln. In dieser Branche müssen Bauteile oft die halbe Welt umschiffen, bevor sie weiterverarbeitet werden. So werden Autotüren und Kotflügel in Deutschland hergestellt und in den USA montiert. Um die Bauteile auf dem Seeweg vor der aggressiven, salzigen Meeresluft zu schützen, werden sie vom Hersteller mit Korrosionsmitteln behandelt. Beim Schweißen oder Kleben der Bauteile stören diese Beschichtungen jedoch, da sie Poren und Risse in der Schweißnaht hervorrufen können.
Bisher entfetten die Monteure das komplette Bauteil in einer chemischen Waschlösung, in die sie es hineinlegen. Mit einem Laser geht das Entfetten dagegen einfacher und schneller, da nicht das ganze Bauteil behandelt werden muss, sondern nur die Schweiß- oder Klebstelle. Ein weiterer Vorteil der Laserreinigung gegenüber einer Waschlösung ist die konstante Reinigungsleistung. Zusätzlich lassen sich die Parameter des Lasers für jede Bauteilgeometrie genau einstellen. An Bauteilkanten, wo die Wärmeleitfähigkeit des Materials recht klein ist, drosselt das System beispielsweise die Laserleistung. Neben der Reinigung kann das Lasersystem jedoch auch zur Aufbringung einer Struktur auf das Werkstück dienen, meint Hauptmann. Damit wird das Bauteil nicht nur gereinigt, sondern auch die Oberflächenstruktur so modifiziert, dass die Haftung des Klebers verbessert wird.
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