We kennen het uit ons eigen huis:volumineus keukengerei en apparaten zijn moeilijk schoon te maken. In industrie, complexe componenten zijn meer regel dan uitzondering en stellen grote uitdagingen voor het ontwerp van reinigingssystemen. Een simulatie kan in de toekomst helpen. In de leerfabriek voor industriële reinigingstechnologieën, die eind 2019 zal openen in het Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV in Dresden, bedrijven kunnen ook de combinatie van verschillende reinigingstechnologieën testen.

Wanneer componenten van de lijn rollen, ze zijn vaak bedekt met koelsmeermiddelen. Vaak, deze smeermiddelen moeten worden verwijderd voordat de onderdelen voor verdere verwerking kunnen gaan. Met complexe componenten, echter, dit is verre van eenvoudig. Op basis van zijn of haar ervaring, de verantwoordelijke monteur moet beslissen hoe de sproeiers van het sproeireinigingssysteem moeten worden geplaatst. Waar zit een boorgat? Waar is er een ondersnijding op het onderdeel? In uitgebreide testsystemen hij of zij controleert of de sproeiers de vereiste reinigingsprestaties behalen en past deze aan en bouwt dienovereenkomstig opnieuw op - een kostbaar en tijdrovend proces.

Sproeireinigingssystemen opzetten

In de toekomst, deze taak zal gemakkelijker worden dankzij simulatiesoftware die is ontwikkeld door onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor procestechniek en verpakking IVV in Dresden samen met partners Advitec Informatik GmbH en Innovations- und Simulationsservice Festenberg in het SIMKOR-project, die wordt gesponsord door het Duitse federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF). "De software levert resultaten voor ruimtelijk opgeloste reinigingsprestaties in slechts enkele minuten, zelfs voor complexe componenten, " zegt Siegfried Beckmann, onderzoeker bij Fraunhofer IVV. In plaats van alleen op ervaring te vertrouwen, de engineer laadt de CAD-gegevens van het te reinigen object in de software en selecteert en plaatst nozzles. In een pre-optimalisatiestap, hij/zij kan realtime zien welke gebieden het reinigingsmiddel direct bereikt en welke niet. Nadat u op deze manier een goede positie voor de sproeiers hebt gekozen, de engineer start de simulatie. Dit levert nog gedetailleerdere resultaten op, zoals de ruimtelijk en tijdsopgeloste verdeling van de aangebrachte hoeveelheid reinigingsmiddel en een simulatie van de theoretische reinigingseffectiviteit. "Kleurcodering geeft aan waar de reiniging effectiever is en waar minder. Hierdoor kunnen gebruikers probleemgebieden realistisch inschatten, onafhankelijk van het type vervuiling of oppervlaktekwaliteit, ", legt Beckmann uit.

Om de simulatietool te maken, de onderzoekers van Fraunhofer IVV voerden verschillende reinigingsexperimenten uit met standaard (dus gemiddelde) vervuilingen. Ze analyseerden de reinigingsresultaten voor tal van mondstukposities en straalhoeken. "We behandelden de sproeiers als de oorzaak en de gebeurtenissen aan de oppervlakte als het effect. We hebben bewust alles tussen haakjes gezet, omdat deze processen veel te complex waren voor de simulatie. Dus kozen we voor een statistische simulatiebenadering, " zegt Beckmann. Uit deze gegevens, de partners creëerden vervolgens de bijbehorende wiskundige modellen voor de simulatie.

De eerste testversie is al klaar; in het voorjaar van 2019, de partners brengen de simulatiesoftware op de markt. In de toekomst, de simulatie zou zelfs in staat kunnen zijn om optimale spuitmondposities te specificeren of de optimale reinigingspaden te suggereren om de hulpbronnen- en energie-efficiëntie van het reinigingsproces te maximaliseren - dat is de visie.

Leerfabriek voor industriële reinigingstechnologieën

Welk reinigingsproces is optimaal voor een specifiek onderdeel? Levert het gekozen reinigingsproces het gewenste resultaat op? Deze vragen zijn voor gebruikers van reinigingstechniek vaak moeilijk te beantwoorden. Dit geldt met name voor het midden- en kleinbedrijf, waarvan er veel in Saksen zijn. Ook voor dit MKB hebben de onderzoekers van Fraunhofer IVV de juiste oplossing:de Learning Factory. "Daar combineren we gevestigde technieken op waterbasis - d.w.z. spuiten, onderdompeling reiniging, ultrageluid en het reinigen van gesloten pijpleiding- en tanksystemen – met nieuwere methoden zoals atmosferisch-drukplasma, droge stoom en CO2 en laserreiniging, " legt Markus Windisch uit, Teamleider Industriële Componenten Reiniging bij IVV. “Samen met de klant we beginnen met het bedenken van een oplossing voor de betreffende toepassing en testen die vervolgens in de Learning Factory.” Kort samengevat:de Learning Factory is een platform waarop bedrijven verschillende reinigingstechnieken – en vooral verschillende combinaties daarvan – op een veilige manier kunnen uitproberen. Als ze eenmaal de optimale reinigingsoplossing hebben gevonden, bedrijven kunnen dienovereenkomstig achteraf inbouwen en hun medewerkers al voor de inbedrijfstelling een passende opleiding geven in de Learning Factory. "We hebben bewust gebruik gemaakt van in de handel verkrijgbare apparaten en hardware, zodat we praktische oplossingen kunnen bieden, ’ zegt Windisch.

Ook in de Learning Factory houden de onderzoekers rekening met Industrie 4.0 en digitalisering. Bijvoorbeeld, ze integreerden een systeemoplossing die de procesgegevens registreert – of deze nu afkomstig zijn van de machines zelf of handmatig worden ingevoerd door de operator. In plaats van plakbriefjes met instructies over de hele machine op te hangen, zoals in veel fabrieken de gewoonte is geweest, werknemers kunnen hun opmerkingen rechtstreeks in het systeem invoeren met behulp van een tabletcomputer en deze op deze manier delen met hun collega's - zelfs degenen die in andere fabrieken werken.

Sommige technieken zijn al in gebruik, en de eerste vragen van klanten zijn ook binnengekomen. Hoe dan ook, het duurt even voordat de reiniging van complexe onderdelen en de combinatie van verschillende reinigingstechnieken getest kan worden – daarvoor is een tweede robotsysteem nodig. Eind 2019 moet het klaar zijn. In dat stadium, de Leerfabriek omvat ook vaardigheidstrainingen voor medewerkers van klanten. Onderwerpen die aan bod komen zijn onder meer:​​Hoe verschilt de beheersing van een op kwaliteit gecontroleerd reinigingsproces van die van een tijdgestuurd reinigingsproces? Op 14 maart, 2019, een projectworkshop zal worden gehouden in samenwerking met de Saxony Economic Development Corporation (WFS) - een branche-evenement met een focus op schoonmaakkwaliteit.