Anlagenbauer sind mit dem Verbrenner-Aus konfrontiert. Es werden kaum noch neue Fertigungslinien geplant, die wenigen verbleibenden Projekte sind hart umkämpft. Das zeigt sich auch in der Teilereinigung, denn deren Anlagen waren und sind fester Bestandteil solcher Produktionslinien. Doch statt Zylinderköpfen stehen heute nachhaltige Mobilität und Wirtschaft auf dem Entwicklungsplan. Das Familienunternehmen Meißner Technik Müllenbach GmbH aus Marienheide hat sich mit patentgeschützter Anlagentechnik für die Teilereinigung aus dem Umfeld von Verbrennungsmotoren beschäftigt – und bestehende Konzepte genutzt, angepasst und weiterentwickelt.
Entwicklungsmärkte sind der Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft sowie die Elektromobilität. Insbesondere die Elektrodenoberflächen der Elektrolyseure benötigen hochreine Oberflächen. Hier kann sich die Reinigungstechnik neu entfalten. Ein weiterer stark wachsender Bereich ist die Elektromobilität. Dort werden in großem Umfang Batteriewannen aus Aluminium eingesetzt. Bei der Herstellung fallen Umform- und Zerspanungsvorgänge an, bei denen Bearbeitungsflüssigkeiten und Metallreste zurückbleiben.
Wie das Beispiel der Batteriewannen zeigt, liegen in der Elektromobilität insbesondere Aluminiumbauteile im Trend. Sie haben eine geringe Masse bei hoher Festigkeit. Das macht sie für den Fahrzeugbau besonders interessant, da durch ihren Einbau das Gesamtgewicht des Fahrzeugs reduziert werden kann. Aluminiumteile werden häufig geklebt und werden deshalb nun mit einer Titanoxid-Beschichtung versehen. Aluminium ist ein unedles Metall, welches an der Luft eine undefinierte Oxidschicht bildet. Diese ist für das Aussehen der Oberfläche verantwortlich. In Säuren und Laugen löst sich diese Oxidschicht jedoch auf und das blanke Metall kommt zum Vorschein. Die Oxidschicht, die an der Luft entsteht, stört beim Kleben von Aluminiumteilen wegen ihrer undefinierten Struktur. Deshalb ist eine Vorbehandlung notwendig, bei der das Oxid entfernt und die Oberfläche dann mit Titanoxid beschichtet wird. Die Titanoxidschicht hat eine Dicke von etwa 30 µm. Angesichts ihrer definierten Struktur eignet sich die Schicht auch zum Verkleben.
Digitale Visualisierung der Anlagentechnik
Bei den klassischen Verfahren werden die Bauteile im Hubschrittverfahren durch Behandlungsbäder geführt. Zunächst wird die Oxidschicht in einem stark alkalischen Bad entfernt. Danach sieht die klassische Prozessfolge zwei Spülprozesse vor. Im nächsten Schritt erfolgt die Beschichtung mit Titanoxid in stark sauren Medien. Dieser Prozess hat mit Verschleppungsproblemen zu kämpfen, da sich in den beiden Spülprozessen schnell Natronlauge anreichert. Hier ist eine effiziente Verfahrenstechnik erforderlich, die von der Meißner Technik Müllenbach GmbH bereitgestellt wird.
Bei dem alternativen, patentierten Verfahren werden die zu beschichtenden Teile in Körben mit einem Roboter durch die Behandlungsbecken gefahren. Der Roboter ermöglicht eine wesentlich höhere Flexibilität in der Prozessabfolge. Gemäß dieser folgt auf die Beschichtung mit dem Titanelektrolyt im ersten Becken eine Nachbehandlung. Dann werden die Teile nach einer stark sauren Behandlung mit einem Roboter in ein alkalisches Spülmilieu überführt. Dies führt zu einer Säure-Lauge-Neutralisation in den Spülstufen. Dieser Neutralisationsprozess verlängert die Standzeit der Spüle und der Titan-Oxid-Beschichtungslösung erheblich und bereitet somit die Beschichtung durch eine veränderte Spülbadzusammensetzung optimal vor. Der entscheidende Unterschied ist hier der Einsatz von Robotern.
Stapelsysteme vor der Anlage sorgen für einen reibungslosen Durchsatz. Zur Anlagentechnik gehört eine ausgeklügelte Automation
Neben der erhöhten Flexibilität besteht ein weiterer Vorteil des Roboters darin, dass er die Bauteile wie eine Hand transportieren kann. Dadurch können die aufgetragenen Flüssigkeiten leichter ablaufen, da der Roboter die Bauteile schräg zur Badoberfläche hält. Außerdem wird der Flüssigkeitsstand in den Bädern reguliert. Auch diese Badführung trägt zur Standzeitverlängerung bei. Die Tauchbecken entfernen durch eine effiziente Badspiegelreinigung Öl und schwimmende Partikel von ihren Oberflächen. Dadurch werden Probleme von schwimmenden Ölaugen auf der Badoberfläche und damit auch auf den mit Titanoxid beschichteten Teilen vermieden – eine wesentliche Verbesserung für den Beschichtungsprozess.
Die prozessrelevanten Tauchbecken werden aus separaten Vorratsbehältern gespeist. Das Medium durchströmt bei der Aktivierung einen Filter. Dies führt ebenfalls zu längeren Badstandzeiten bei stabilen Prozessergebnissen. Der Prozess läuft weitestgehend bei Raumtemperatur ab. Lediglich Spül- und Entfettungsbad werden vor der Trocknung beheizt. Dabei wird Wärmeenergie auf das Bauteil übertragen, die im Bauteil gespeicherte Energie sorgt für einen effizienten Trocknungsprozess. Zum Trocknen muss das Medium von der flüssigen in die gasförmige Phase überführt werden. Wird ein Teil dieser Trocknungsenergie bereits vom Bauteil bereitgestellt, ist der Prozess energieeffizienter, als wenn nur heiße Luft für den Energietransport verantwortlich ist. Die Abwärme aus den Anlagenprozessen wird bei dem patentierten Verfahren über Wärmepumpen zur Beheizung der Heißbäder genutzt.
Das Verfahren der Meißner Technik Müllenbach GmbH zielt auf mehr Nachhaltigkeit. Ein Ergebnis sind deutlich reduzierte Betriebskosten durch den sparsamen Einsatz von Energie und Beschichtungschemie. So kann eine ausgeklügelte Verfahrenstechnik ein Baustein sein, um die großen Herausforderungen der Transformation zu meistern.
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