Großgalvanik für Flugzeugteile nutzt Ultraschall

Die Galvanikanlage verfügt über 47 Bäder und ist für bis zu 5.000 x 1.800 x 800 mm (B x T x L) große Teile ausgelegt Es war ein Brand, der bei der Nehlsen-BWB Flugzeug-Galvanik Dresden GmbH & Co. KG die Investition in eine neue Anlage für das Eloxieren/Anodisieren erforderlich machte. Das zur Schweizer BWB-Gruppe gehörende Unternehmen ist langjähriger Partner der Luftfahrtbranche mit zahlreichen Zertifizierungen (QSF-A/B – extended Workbench with additional capabilities) und der Industrie. Entsprechend hoch waren die Anforderungen an die Qualität, Kapazität und Prozessstabilität sowie die Größe der Bauteile, die in der neuen Galvanikanlage behandelt werden können. Als Partner für Planung, Fertigung und Inbetriebnahme der Anlage wählte das Unternehmen die im badischen Keltern ansässige FK Galvanik GmbH aus. Der Sonderanlagenbauer ist seit über 30 Jahren auf kundenindividuelle Komplettlösungen für die Galvanotechnik-Branche spezialisiert und deckt darüber hinaus die Bereiche Anlagenmodernisierung, -erweiterung und -umbauten sowie die herstellerunabhängige Wartung und Ersatzteilversorgung ab.

Großanlage für bis zu 5.000 x 1.800 x 800 mm große Teile

Für die Nehlsen-BWB Flugzeug-Galvanik Dresden wurde eine vollautomatische Eloxal-Anlage konzipiert, die den aktuellen Anforderungen an Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Arbeitsschutz entspricht. Es können damit alle in den drei bisher vorhandenen Anlagen durchgeführten Behandlungen realisiert werden. Darüber hinaus ermöglicht sie eine höhere Kapazität sowie Verfahrensflexibilität, so dass zusätzliche Marktsegmente abgedeckt werden können. Die Anlage verfügt dafür über insgesamt 47 Bäder für Teile mit Abmessungen von 5.000 x 1.800 x 800 mm (B x T x L). Das neue Galvaniksystem wurde in der sanierten Halle in zwei Reihen mit jeweils zirka 50 Metern Länge und 15 Metern Breite aufgebaut.

Ultraschall für beschichtungsreif saubere Oberflächen

Eine Herausforderung bei den Werkstücken, die galvanisiert werden, stellen Bohrungen, Hinterschneidungen und schöpfende Geometrien dar. Je nach Bauteil und Bearbeitung befinden sich in diesen Bereichen Reste von Bearbeitungsmedien, die sehr schwer zu entfernen sind. Sie machten bei den bisherigen Anlagen aufwendige, zum Teil manuelle Vor- und Nachbehandlungen erforderlich. „Um diesen Zusatzaufwand, der in vollautomatisierten Anlagen nicht möglich ist, zu beseitigen und eine optimale Qualität sicherzustellen, haben wir das Entfettungsbad und die beiden Endspülen der Vorbehandlung mit Ultraschall ausgestattet“, erklärt Dr. Thomas Kempe, Geschäftsführer der FK Galvanik. Die deutlich verbesserte Reinigungswirkung durch den Ultraschall basiert einerseits auf dem physikalischen Effekt der Kavitation. Andererseits wird die Flüssigkeit durch die ultraschallbedingten Strömungen in Bewegung gehalten, so dass auch die schwer zugänglichen Bereiche gut durchgespült werden.

Entschieden hat sich der Anlagenbauer für Ultraschallkomponenten von Weber Ultrasonics. „Wenn es um Ultraschall geht, ist Weber Ultrasonics seit vielen Jahren unser Partner“, verrät der Geschäftsführer. Eingesetzt sind insgesamt 54 Ultraschallsysteme neuester Technologie mit einer Frequenz von 25 kHz. Weber Ultrasonics AG entwickelt, produziert und vermarktet Lösungen und Komponenten für die industrielle Nutzung der Ultraschalltechnologie.

Auf hohe Prozess- und Betriebssicherheit ausgelegt

Sowohl das Entfettungsbad als auch die beiden Spülbäder sind mit jeweils 18 in der Leistung angepassten SonosubTauchschwingern ausgestattet. Durch ihre Abmessungen von 1800 x 535 x 90 mm gewährleisten sie eine optimale Beschallung der Teile in den großen Bädern. Darüber hinaus sind die Schwinger durch die Fertigung der Kapseln in einer speziellen Laser-Schweißtechnik extrem verschlussfest und maßhaltig.

Die digitale Frequenzerzeugung und -regelung erfolgt für jeden Schwinger durch einen Sonopower S3 der vierten Generation mit einer Leistung von 3.000 Watt, die stufenlos zwischen 10 und 100 % eingestellt werden kann. Dieser Single-Frequenzgenerator ermöglicht durch eine kombinierte Frequenz- und Amplitudenmodulation sehr homogene Schallfelder und verhindert so genannte stehende Wellen, was die Ultraschallwirkung verbessert. „Dies trägt unter anderem dazu bei, dass die Ultraschallunterstützung bei den Reinigungs- und Spülprozessen auf ein bis zwei Minuten begrenzt werden kann“, berichtet Dr. Thomas Kempe. Der Sonoscan leistet ebenfalls einen Beitrag zur gleichbleibenden Schallleistung. Er ermittelt die Arbeitsfrequenz vor der Schallabgabe automatisch und stellt das System entsprechend ein. Diese und weitere patentierte, smarte Features sorgen dafür, dass auch bei sich verändernden Betriebsbedingungen wie beispielsweise Temperaturschwankungen stets mit der effizientesten Leistung gearbeitet wird. Die Anpassungen erfolgen im laufenden Betrieb, so dass der dreischichtige Betrieb bei der Nehlsen-BWB Flugzeug-Galvanik Dresden unterbrechungsfrei laufen kann.

Mit Abmessungen von 1800 x 535 x 90 mm gewährleisten die Schwinger eine optimale Beschallung der Teile in den großen Bädern

Die Generatoren sind mit einer optionalen ProfinetSchnittstelle ausgestattet und in die Siemens-Steuerung der Galvanikanlage eingebunden. Die teilespezifischen Reinigungsprogramme können dadurch automatisch ausgewählt werden.

Geringer Energie-, Wasser- und Chemieverbrauch

Für einen nachhaltigen und energiesparenden Betrieb verfügen alle durch Fernwärme beheizten Aktivbäder sowie das 98 °C heiße Versiegelungsbad über wirkungsvolle Isolierungen und Deckel, die Wärmeverluste minimieren. Eine Absaugung sorgt außerdem für eine angenehme Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Arbeitsumfeld. Die Kaskadenführung bei den Spülbädern verringert den Wasserverbrauch. Um Flüssigkeitsverluste in den verschiedenen Aktivbädern auszugleichen, wird das Wasser der jeweils ersten Spüle genutzt. Die darin enthaltenen Inhaltsstoffe ermöglichen, dass auch der Chemieeinsatz reduziert werden kann.