Die Idee zum Kooperationsprojekt entstand bereits im Jahr 2016 als Gerhard Koblenzer, CEO der LPW Reinigungssysteme GmbH, Riederich, und Stefan Bandelin, geschäftsführender Gesellschafter der Bandelin electronic GmbH & Co. KG, Berlin, nach einer Fachkonferenz zusammensaßen und über die mögliche Kombination der LPW-Expertise bezüglich Zyklischer Nukleation (CNp) mit dem Produktportfolio des Berliner Ultraschallgeräteherstellers diskutierten. Intention war, ein standardisiertes Produkt zu realisieren, welches das CNp-Verfahren mit der herkömmlichen Ultraschallreinigung hocheffektiv verbindet, wenig Platz und Bediener-Aufwand benötigt, auch bei kleinen Durchsatzraten wirtschaftlich arbeitet und so den Markt hinsichtlich der Reinigung komplexer Bauteile weiter revolutioniert.
Relativ schnell fiel die Entscheidung, ein 2-Beckensystem auf Basis der Bandelin Sonorex-Baureihe zu entwickeln, das die Trennung zwischen einer Reinigungs- und einer Spülstufe erlaubt. Diverse Unterdruckversuche mit Prototypen dienten dazu herauszufinden, wie stark sich die Becken im Prozess verformen und welchen Einfluss dies auf die verwendeten Ultraschallwandler hat. Eine größere Herausforderung stellte die vakuumfeste Deckelmechanik dar. Da das System für den Handbetrieb, beispielsweise in Laboren, vorgesehen war, musste der Deckel stabil genug sein, um dem Vakuumprozess standzuhalten. Aus Gründen der Ergonomie- und Arbeitssicherheit durfte er aber auch nicht zu schwer sein. Außerdem sollte eine unkomplizierte Reinigbarkeit gewährleistet sein.
Im weiteren Verlauf wurde ein automatisierter Prozess simuliert. Kernstück waren Langzeitbelastungsversuche im zyklischen Vakuum. Diese Testläufe zeigten, wie komplex die Integration der Zyklischen Nukleation (CNp) in Reinigungssysteme, insbesondere in Verbindung mit Ultraschall, ist. Denn diese Kombination verursacht unter anderem aufgrund der kurzzyklischen Unterdruckbeaufschlagungen besonderen Stress für alle verwendeten Bauteile.
Ein fast fertiges Produkt: Letzte Meter zur Serienreife
Ein weiteres Augenmerk galt der Belastung des Vakuumerzeugers durch Aerosole, Dämpfe und mitgeführte Reinigungschemikalien. Sowohl die Anordnung der Absaugung in Relation zum Badniveau als auch die verfahrenstechnische Einbindung der Vakuumpumpe unterhalb der Becken erforderten sorgfältige Planung und zahlreiche Versuche.
Aufbauend auf den Erfahrungen der ersten Prototypen, wurde im Jahr 2018 das seriennahe Beta-Tool realisiert. Ein überarbeitetes Deckelsystem, ein kompaktes Doppelbecken und der Einbau der Steuerung, der Generatoren sowie der Verfahrenstechnik in einen rollbaren Unterschrank, ließen das System schon fast wie ein fertiges Produkt aussehen. Doch dann kamen die eigentlichen Herausforderungen auf: Temperaturentwicklung durch die Vakuumpumpe im Unterbau, Wärmehaushalt in den Reinigungs- und Spülbecken, Ergonomie und Arbeitssicherheit, kostenoptimierter Aufbau.
Die weitere fast eineinhalbjährige Validierung bei Bandelin, LPW und einem Lohnreinigungspartner brachten wertvolle Erkenntnisse und schlussendlich die finalen Lösungen. So wurde das System bis zur heutigen Serienreife optimiert und beispielsweise die Vakuumpumpe durch ein belastbareres Unterdrucksystem ersetzt, das keine Temperaturentwicklung verursacht, die Kosten deutlich senkt und zudem uneingeschränkt medienbeständig ist.
Im Sommer 2022 ging das Projekt schließlich unter dem Namen Sonorex CNp 28-2 in die Serienfertigung und wurde auf mehreren Fachmessen vorgestellt. Er kommt mittlerweile europaweit unter anderem in der Medizintechnik, in Laboren oder im Umfeld des AM-Post Processing zur Reinigung komplexer Teile zum Einsatz. Das Standardsystem verfügt über zwei Kammern, welche unabhängig voneinander zur Reinigung und Spülung mittels Ultraschalls und CNp-Verfahren genutzt werden können. Der entscheidende Vorteil dieser Kombination liegt in der umfassenden und schonenden Reinigbarkeit auch komplexer Bauteilstrukturen in einem Gerät.
Auch bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich einsetzbar
In der ersten Reinigungsstufe werden die Hohlräume und Kapillare zunächst mit Unterstützung eines passenden Zusatzes von Schmutz befreit. In der Spülkammer erfolgt mit demselben Verfahren die Entfernung der Reinigungslösung und Schmutzrückstände. Der Reinigungsvorgang startet per Tastendruck und wird über die Schaugläser oder das eingebaute Display überwacht. Die integrierte Füllstands- und Temperaturkontrolle ermöglicht einen unbeaufsichtigten Betrieb. Durch den geringen Platzbedarf von nur 1,5 m2 und die leichte Transportierbarkeit mittels eingebauter Rollenfüße, arbeitet das Gerät auch bei kleineren Stückzahlen wirtschaftlich.
Ohne die langjährige CNp-Erfahrung des LPW-Teams in Verbindung mit der Standardisierungsexpertise von Bandelin, wäre dieses Projekt schnell gescheitert. Gerade die Sicherstellung der Prozesssicherheit in Kombination mit einer robusten Langlebigkeit, stellte bei dieser Verfahrens-Variante eine große Herausforderung dar. Denn bei fehlerhafter Umsetzung kann ein Vakuumerzeuger schnell zerstört oder ein Ultraschallsystem in Mitleidenschaft gezogen werden. Für eine Erfolgsstory wie bei den Mittelständlern LPW und Bandelin sind also Offenheit, Transparenz und Lösungsorientierung zwischen den Partnern gefragt.
Weitere Informationen
Zu den Unternehmen und zum Kooperationsprojekt:
www.lpw-cleaning.com
www.bandelin.com
LPW auf der Medtec Live with T4M:
Halle 3C, Stand 611
Kontakt zum Unternehmen:
LPW Reinigungssysteme GmbH
Industriestr. 19
Gewerbegebiet Brühl
72585 Riederich
www.lpw-reinigungssysteme.de
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