DE3612586A1 - Verfahren zum entfernen von auf der oberflaeche von werkstuecken haftenden materialresten - Google Patents
Verfahren zum entfernen von auf der oberflaeche von werkstuecken haftenden materialrestenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von
auf der Oberfläche von Werkstücken haftenden Material
resten, wie beispielsweise Klebstoffe, Lacke und Harze.
Derartige Materialreste können verhältnismäßig einfach
und wirksam entfernt werden, wenn man sie durch ein tief
siedendes verflüssigtes Gas versprödet und anschließend
mechanisch beaufschlagt.
Die mechanische Beaufschlagung
kann z. B. durch Bestrahlen mit einem Granulat erfolgen,
vielfach genügt aber bereits die Anwendung eines Scha
bers oder ähnlichen Werkzeuges. Einen entsprechenden
Stand der Technik zeigen die DE-OS 33 09 941 und die
US-PS 19 78 204.
Diese bekannte Verfahrensweise kann jedoch nicht durchge
führt werden, wenn es sich um empfindliche Oberflächen
handelt. Diese würden durch die mechanische Beaufschla
gung beschädigt. So werden z.B. zu bearbeitende optische
Linsen auf einen Linsenhalter aufgeklebt. Aus der
DE-OS 20 34 496 ist es bekannt, die fertig bearbeiteten
Linsen vom Linsenhalter abzusprengen, indem sie mit Hil
fe von flüssigem Stickstoff auf tiefe Temperaturen abge
kühlt werden. Als Kleber werden Schellacke, Harze,
Kunststoffe und Gemische aus diesen Stoffen verwendet.
Teile des Klebers verbinden sich mit der Oberfläche der
Linse so stark, daß sie auch nach dem Absprengen der
Linse vom Linsenhalter auf der Oberfläche haften bleiben.
Jegliche mechanische Beaufschlagung zwecks Entfernung
dieser Kleberreste würde die Linse schädigen. Man legt
die Linsen daher in Reinigungsbäder aus einem aggressiven
chemischen Lösungsmittel und setzt sie gleichzeitig einer
Ultraschallbehandlung aus. Die Kleberreste lassen sich
hierdurch zwar vollständig entfernen, jedoch ist eine
lange Einwirkungsdauer des Ultraschalls erforderlich,
nämlich etwa ein bis drei Stunden. Außerdem ist die
Verwendung von chemisch aggressiven Lösungsmitteln ein
grundsätzlicher Nachteil dieses Reinigungsprozesses.
Die geschilderte Problematik findet sich bei allen Werk
stücken mit empfindlichen Oberflächen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren zum Entfernen von auf der Oberfläche von Werk
stücken haftenden Materialresten durch Beaufschlagen mit
Ultraschall in einem Reinigungsbad zu schaffen, bei dem
nur eine kurze Einwirkungsdauer des Ultraschalls erforder
lich ist und für das Reinigungsbad keine aggressiven
Lösungsmittel nötig sind.
Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 be
rücksichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe er
findungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist da
rauf zurückzuführen, daß sich in den Materialresten durch
die Abkühlung auf tiefe Temperaturen Mikrorisse bilden,
in welche die Flüssigkeit des Reinigungsbades eindringen
kann. Diese Mikrorisse schließen sich nach dem Erwärmen
in der Umgebung oder im Reinigungsbad optisch sofort wieder.
Oberflächlich scheint daher das Material kaum mit Rissen
überzogen zu sein. Die einmal gebildeten Mikrorisse
bleiben jedoch erhalten, auch wenn sie äußerlich nicht
erkennbar sind. Es ist keineswegs erforderlich, die
auf tiefe Temperaturen abgekühlten Werkstücke sofort in
das Reinigungsbad zu geben, obwohl dies den Vorteil hat,
daß zusätzliche Spannungen entstehen. Die abgekühlten
Werkstücke können vielmehr auch längere Zeit gelagert
werden, so daß sie sich wieder auf Umgebungstemperatur
anwärmen. Für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Ver
fahrens ist dies ohne Bedeutung. Für die Praxis ist dies
jedoch von erheblichen Vorteil, da die Verfahrensschritte
"Abkühlen" und "Ultraschallbehandlung" zeitlich be
liebig voneinander getrennt werden können.
Wenn die erfindungsgemäß abgekühlten und gegebenenfalls
wieder erwärmten Werkstücke in das Reinigungsbad gelegt
und mit Ultraschall beaufschlagt werden, dringt die
Flüssigkeit des Reinigungsbades infolge des Ultraschalls
sofort in die Mikrorisse ein. Dadurch kann die Kraft des
Ultraschalls in die feinen Haarrisse eindringen und
die Materialreste vom Werkstück lösen. Die Reinigungs
flüssigkeit muß lediglich die Eigenschaft haben, leicht
in die Mikrorisse eindringen zu können, keineswegs muß
sie jedoch als chemisches Lösungsmittel wirken. Eine
gut geeignete Reinigungsflüssigkeit ist daher Wasser,
dem zur Verringerung der Oberflächenspannung Tenside
zugesetzt werden können. Andere geeignete Flüssigkeiten
sind fluorierte Kohlenwasserstoffe und Alkohole, welche
die Möglichkeit bieten, das erfindungsgemäße Verfahren
auch bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von
Wasser durchführen zu können.
Insgesamt bietet das erfindungsgemäße Verfahren den
Vorteil, daß die zu reinigenden Werkstücke mit keinem
aggressiven Lösungsmittel oder sonstigen Chemikalien
in Berührung kommen. Das Verfahren ist sehr oberflächen
schonend, da keine mechanische Einwirkung, wie Kugel
strahlen oder Klopfen mit Beischlagmitteln oder Sandbe
strahlen erfolgt. Die abgetrennten Materialreste sind
nicht mit Chemikalien oder Beischlag vermengt und können
leicht von der Reinigungsflüssigkeit abgetrennt werden.
Statt in einem Ultraschallbad können die Werkstücke auch
in einem Stoßwellenbad bei sonst gleicher Verfahrens
führung behandelt werden.
In der Regel wird man die Werkstücke mit Hilfe von flüs
sigem Stickstoff abkühlen. Die extremste Abkühlung er
reicht man hierbei durch Eintauchen der Werkstücke in
flüssigen Stickstoff, wobei die Werkstücke eine End
temperatur von ca.-196°C annehmen. Die Abkühlung kann
aber auch in der Gasphase mit flüssigem Stickstoff er
folgen, wobei Endtemperaturen von ca.-180°C erreicht
werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Tauchkühlung
in einem Wärmeträger, welcher mit flüssigem Stickstoff
abgekühlt wird. Hierbei lassen sich Endtemperaturen von
ca.-150°C erreichen. Welches dieser Abkühlverfahren
für das betreffende Werkstück optimal ist, muß von Fall
zu Fall festgelegt werden und empirisch ermittelt wer
den. Die Materialkombinationen verhalten sich nämlich
bei jedem Abkühlverfahren unterschiedlich. Eine be
friedigende Erklärung für dieses unterschiedliche Ver
halten gibt es z.Zt. nicht. In manchen Fällen ist auch
eine Abkühlung auf höhere Temperaturen ausreichend,
beispielsweise auf Temperaturen um -70°C. In solchen
Fällen kann die Abkühlung auch mit sublimierendem Kohlen
dioxid erfolgen.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt
die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei der Bearbeitung von optischen Linsen geht man der
zeit so vor, daß man die Linsen mit Hilfe eines Klebers
auf einem Stahlträger aufbringt und nach dem Aushärten
des Klebers die Linse mechanisch bearbeitet. Anschließend
wird die Linse mit dem Stahlträger für 12 Stunden in eine
Kühlkammer gelegt und auf Temperaturen zwischen -20°C
und -30°C abgekühlt. Durch die verschiedenen Schrumpf
faktoren von Kleber, Träger und Linse entstehen Spannungs
risse, die zum Lösen der Linse führen. Teile des Klebers
bleiben jedoch mit der Oberfläche der Linse fest verbunden.
Diese Reste müssen mit einem Lösungsmittel entfernt wer
den, beispielsweise mit Trichloräthylen. Die Auflösungs
zeit des Klebers in dem Bad aus Trichloräthylen beträgt
zwischen 12 und 24 Stunden. Um diese lange Auflösungszeit
zu verkürzen, setzt man die Linsen im Trichloräthylenbad
Ultraschall aus. Dennoch ist im Trichloräthylenbad
unter Ultraschall noch immer eine Bearbeitungszeit von
1 bis 3 Stunden erfoderlich. Nach dem Reinigen mit
Trichloräthylen werden die Linsen mit Seifenlauge neutra
lisiert und anschließend in verschiedenen Reinigungsver
fahren unter Ultraschall klargespült.
Werden die auf den Strahlträger geklebten Linsen dagegen
in einer Tiefkühlkammer mit tiefkaltem gasförmigen
Stickstoff in 5 min. auf -100°C abgekühlt, so zeigt sich,
daß die Ultraschallbearbeitung im Trichloräthylenbad
nicht mehr erforderlich ist. Zwar befinden sich immer
noch Kleberreste auf der Oberfläche der Linse, diese
können jedoch innerhalb von 5 bis 8 min. in einem
Reinigungsbad aus Seifenlauge unter Anwendung von Ultra
schall vollständig entfernt werden. Das erfindungsge
mäße Verfahren benötigt daher kein aggressives chemisches
Lösungsmittel, reduziert die Arbeitszeit erheblich und
gestattet eine problemlose Trennung des abgesprengten
Klebermaterials von der Reinigungsflüssigkeit.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren
nicht auf die Reinigung von optischen Linsen beschränkt,
sondern kann überall dort mit Erfolg eingesetzt werden,
wo kälteversprödbare Beschichtungen oder Verunreinigungen
von Werkstücken entfernt werden sollen, deren Oberflächen
empfindlich sind und daher keiner starken mechanischen
Beanspruchung ausgesetzt werden dürfen.
Claims (5)
1. Verfahren zum Entfernen von auf der Oberfläche von
Werkstücken haftenden Materialresten, wie Klebstoffe,
Lacke und Harze, durch Beaufschlagen mit Ultraschall
in einem Reinigungsbad,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke vor dem Eintauchen in das Reini
gungsbad mit Hilfe kryogener Medien auf tiefe Tempe
raturen abgekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke unmittelbar nach dem Abkühlen in
das Reinigungsbad eingetaucht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke durch flüssigen Stickstoff abge
kühlt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Reinigungsbad Wasser mit einem Zusatz von
Tensiden verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Reinigungsbad Alkohole verwendet werden.
Priority Applications (2)
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- 1986-04-15 DE DE19863612586 patent/DE3612586A1/de not_active Withdrawn
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