![\"Bessere](\"https:\/\/www.m-q.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/02\/Bessere-Qualitaet-bei-Optik-und-Geometriegenauigkeit.jpg\")
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Wird ein Werkstoff mit kurzen Lichtimpulsen bearbeitet, entsteht dabei sogenannter Schmauch, der bei der Bearbeitung so gut wie m\u00f6glich abgesaugt wird. Aufgrund der immensen kinetischen Energie der Materialpartikel verbleiben auf den Werkst\u00fccken jedoch Restpartikel, die nicht einfach mittels Druckluft beseitigt werden k\u00f6nnen. Die minimalen Toleranzanforderungen an Geometrie und Rauheit der Bauteile k\u00f6nnen jedoch nur dann erf\u00fcllt werden, wenn der Fertigungsprozess optimiert und die tats\u00e4chliche Oberfl\u00e4che beurteilt werden. Die in der modernen Fertigung geltenden Restschmutzanforderungen verlangen deshalb eine robuste und wiederholbare Reinigungstechnik f\u00fcr Mikrobauteile, die mittels Laserprozessen hergestellt werden. \u00abBereits eine kleine Differenz der Geometriegenauigkeit vor und nach der Reinigung kann bei Komponenten, die geringe Toleranzen erfordern, Auswirkungen auf deren Funktionsf\u00e4higkeit haben\u00bb, legt Anton Pauli, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer beim Lasermikrobearbeitungsexperten GFH GmbH, die Problematik dar. Zudem wirken solche R\u00fcckst\u00e4nde als Verschleisspartikel oder k\u00f6nnen \u2013 je nach Einsatzbereich \u2013 Schaden anrichten, indem sie beispielsweise Drosseln in Einspritzsystemen verstopfen.<\/p>\n
Folientests geben Aufschluss \u00fcber Ultraschallwirkung <\/strong> <\/p>\n Grundlage f\u00fcr die Analyse zun\u00e4chst sogenannte Folientests durchgef\u00fchrt. Die L\u00f6cher, die dabei in die im Becken platzierte Alufolie gerissen werden, erlauben R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Verteilung und Intensit\u00e4t der Ultraschallwirkung. \u00abDie Auswertung ergab signifikante Unterschiede, die zu kennen wichtig war, um die nachfolgende Studie unter gleichbleibenden Bedingungen durchzuf\u00fchren, aber auch um im t\u00e4glichen Gebrauch die bestm\u00f6gliche Wirkung zu erzielen \u00bb, f\u00fchrt Barbara Schmid, die bei GFH f\u00fcr die Untersuchungen zust\u00e4ndig war, aus. \u00abSo konnten wir ganz grunds\u00e4tzlich die Funktionalit\u00e4t des Reinigungsbeckens \u00fcberpr\u00fcfen und das zu reinigende Element jeweils optimal platzieren.\u00bb<\/p>\n Algorithmus erkennt minimale Unterschiede in der Sauberkeit <\/strong> <\/p>\n \u00abAlle Parameter wurden einzeln unter-sucht und bewertet, wobei wir die Sauberkeit zus\u00e4tzlich unter dem Mikroskop validiert ha-ben\u00bb, berichtet Schmid. \u00abUm selbst geringste Unterschiede darstellen zu k\u00f6nnen, wurde ei-gens ein spezieller Auswertungsalgorithmus entwickelt und angewandt.\u00bb Die Basis daf\u00fcr waren verschiedene Bildbearbeitungsprozes-se: So wurden die Mikroskopaufnahmen zu-n\u00e4chst in Graustufen umgewandelt. Um Stel-len mit Laserschmauch \u2013 erkennbar anhand dunkler Spuren \u2013 vom restlichen Bauteil un-terscheiden zu k\u00f6nnen, wurde ein Schwell-wert gew\u00e4hlt, die dunklen Pixel extrahiert und gez\u00e4hlt. \u00abZur besseren Interpretation\u00ad ha-ben wir diese Werte auf einer Skala eingeord-net, wobei ein Bauteil direkt nach der Bearbei-tung, das entsprechend viele dunkle Bild-punkte aufwies, als zu 0 Prozent sauber einge-stuft wurde. Der theoretische Wert von 100 Prozent entsprach somit einer Komponente ohne dunkle Pixel, die also frei von jeglicher Verschmutzung war\u00bb, erg\u00e4nzt Schmid.<\/p>\n Prozessoptimierung durch Auswertung der Einstellungen <\/strong> <\/p>\n Temperaturen zwischen 45 und 65 \u00b0C bringen \u2013 abh\u00e4ngig von der Reinigungsdauer \u2013 die besten Ergebnisse, da aufgrund der Ultraschallkavitation mit zunehmender Zeit auch die Temperaturen steigen. Die Verbesserungen sind nach 15 min Reinigung und 5 min Sp\u00fclen am gr\u00f6ssten. Eine l\u00e4ngere Zeitdauer von bis zu 45 min Reinigung und 15 min Sp\u00fclung erzielt im Vergleich dazu nur geringe Verbesserungen. Die optimale Reinigungsfrequenz ist die \u00abDualfrequenz \u00bb, welche alle 30 s zwischen 37 und 80 kHz wechselt. Bei grossen Objekten oder wenn mehrere Teile gereinigt werden, ist es von Vorteil, den \u00absweep\u00bb-Modus zuzuschalten. Ist die Verunreinigung sehr hartn\u00e4ckig, kann der \u00abPulse\u00bb-Modus zu einer Verbesserung f\u00fchren. Ein Vorreinigen ist nur n\u00f6tig, wenn sich \u00d6le oder andere Fette auf den Bauteilen befinden. Bei der Sp\u00fclung helfen ein Korrosionsschutz- Zusatz sowie ein Netzmittel, die anschliessende Trocknung zu verbessern.<\/p>\n Optimiertes Reinigungsverfahren wird Standard <\/strong> Wird ein Werkstoff mit kurzen Lichtimpulsen bearbeitet, entsteht dabei sogenannter Schmauch, der bei der Bearbeitung so gut wie m\u00f6glich abgesaugt wird. Aufgrund der immensen kinetischen Energie der Materialpartikel verbleiben auf den Werkst\u00fccken jedoch Restpartikel, die nicht einfach mittels Druckluft beseitigt werden k\u00f6nnen. Die minimalen Toleranzanforderungen an Geometrie und Rauheit der Bauteile k\u00f6nnen jedoch […]<\/p>\n","protected":false},"author":62,"featured_media":11103,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[4448],"tags":[4769],"class_list":["post-11081","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-allgemein","tag-1-2-2017"],"acf":[],"yoast_head":"\n
\nDa bisher kein Reinigungsverfahren eine L\u00f6- sung f\u00fcr dieses Problem bot, hat sich der La- ser-Maschinenhersteller und -Lohnfertiger GFH, der kontinuierlich nach einer Verbes- serung der gesamten Prozesskette strebt, der Sache angenommen. \u00abWenn zu einer The- matik kein Fachwissen vorhanden ist, erar- beiten wir dieses. Denn um eine erfolgreiche Lasermikrobearbeitung durchzuf\u00fchren, muss jeder einzelne Schritt optimal gel\u00f6st sein\u00bb, erl\u00e4utert Pauli seine Unternehmens- philosophie. Aufgrund der Tatsache, dass sich das Ultraschall-Reinigungsverfahren am besten f\u00fcr die per Lasermikrobearbei- tung gefertigten Teile eignet, wurden als<\/p>\n
\nF\u00fcr die anschliessende Parameterstudie wurden mit der von GFH entwickelten Lasermikrobearbeitungsmaschine GL.compact zwei Bauteilserien \u00e0 200 St\u00fcck gefertigt: eine aus Edelstahl und eine aus Messing. Die Wahl fiel auf diese beiden Materialien, da Edelstahl sehr h\u00e4ufig verwendet wird und Messing zu Verf\u00e4rbungen neigt sowie eine Reihe weiterer Probleme bei der Reinigung mit sich bringt. Die Komponenten mit einer Kantenl\u00e4nge von 5 mm, kleinen Einschnitten und einer Bohrung wiesen alle die gleiche Geometrie auf, sodass die Verschmutzung dieselbe und die Ergebnisse somit vergleichbar waren. Als relevante Einflussfaktoren wurden Frequenz, Temperatur, Reinigungs- und Sp\u00fclmedium, F\u00fcllstand, Konzentration der Chemikalien, Dauer der eigentlichen Reinigung sowie Sp\u00fclung und Trocknung identifiziert, aber auch das Zubeh\u00f6r fand Ber\u00fccksichtigung, etwa verschiedene Gef\u00e4sse, in denen kleine Teile platziert werden, die sonst verloren gehen k\u00f6nnten.<\/p>\n
\nF\u00fcr ein optimales Ergebnis sollte das Reinigungsmedium mindestens 10 min vor dem Beginn der Prozedur entgast werden. F\u00fcr Messing eignet sich grunds\u00e4tzlich ein leicht saures Medium, f\u00fcr Edelstahl hingegen ein alkalisches. Zu beachten ist, dass wegen der hohen Temperaturen w\u00e4hrend der Reinigung ein Teil der Fl\u00fcssigkeit verdampft. \u00abDeshalb sollte der F\u00fcllstand regelm\u00e4ssig \u00fcberpr\u00fcft und gegebenenfalls angepasst werden, denn sowohl ein zu niedriger als auch ein zu hoher F\u00fcllstand mindert die Reinigungsleistung\u00bb, so Schmid. Wenn sehr empfindliche Teile gereinigt werden, empfehlen sich Glasbecher oder Plastiknetze als Gef\u00e4ss. Robustere Teile sollten in einem Edelstahlkorb gereinigt werden.<\/p>\n
\nDie Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse f\u00fchrte bei der Edelstahlserie zu einer Verbesserung der Sauberkeit von 74 auf \u00fcber 95 Prozent. \u00abIm Gegensatz zu anderen Bearbeitungsmethoden werden beim Lasern kein \u00d6l, K\u00fchlfl\u00fcssigkeit oder Schmierfett verwendet, was sich auch auf die entstehenden Verschmutzungen auswirkt. Wir haben festgestellt, dass das Hauptproblem bisher darin bestand, dass das Reinigungsverfahren nur an das Material, nicht aber an den vorangegangenen Bearbeitungsprozess angepasst worden war\u00bb, bringt Schmid die Ausgangslage auf den Punkt. Um die internen Laserbearbeitungsprozesse zu optimieren und auch f\u00fcr die Kunden eine sichtbare Verbesserung der Qualit\u00e4t sowie eine h\u00f6here Geometriegenauigkeit zu erzielen, wurden seit Juni 2016 schrittweise Massnahmen umgesetzt, um das verbesserte Verfahren als Standard bei GFH zu implementieren. Kommen bei einem neuen Projekt andere Materialien ins Spiel, wird auch die Reinigung entsprechend angepasst. Die Resonanz auf das Gesamtpaket aus Bearbeitung und S\u00e4uberung ist dabei seitens der Kunden durchwegs sehr positiv.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"