Processo automatizado de limpeza em linha com produção integrada de grânulos de limpeza

A ACP Systems desenvolveu a nova tecnologia powersnow quattroClean para aplicações de limpeza a seco de componentes em linha. Neste novo processo, uma unidade integrada no sistema comprime o dióxido de carbono líquido reciclado em grânulos de limpeza. Estes são então acelerados por ar comprimido, alimentados através de um bocal especialmente concebido para o efeito e pulverizados sobre a superfície a ser limpa. Ao eliminar a habitual produção externa de grânulos e o esforço logístico associado ao jato de gelo seco convencional, consegue-se um processo de limpeza ou rebarbagem totalmente automatizado e ininterrupto.

Na limpeza de peças industriais, o objetivo de otimizar a eficiência energética e de recursos leva ao aumento da utilização de processos secos para suprimir de forma fiável a contaminação. Ao mesmo tempo, cada vez mais empresas estão a exigir processos de limpeza automatizados que possam ser integrados nas suas linhas de produção. O inovador ‘powersnow by acp systems’ AG satisfaz ambos os requisitos.

O novo processo de limpeza remove eficazmente as partículas persistentes e a contaminação de película de quase todos os materiais e combinações de materiais na indústria. Utilizando grânulos de limpeza feitos de dióxido de carbono líquido reciclado, o processo pode ser implementado para limpar superfícies inteiras ou áreas selecionadas de uma forma reproduzível. As aplicações vão desde o acabamento de superfícies (na chamada fase ‘body-in-white’) e a remoção de cordões de soldadura até à rebarbagem fina de instrumentos médicos e componentes para relógios de alta qualidade.

O fluido é fornecido ao sistema quattroClean powersnow a partir de cilindros ou tanques e, portanto, tem uma vida útil ilimitada. Uma unidade concebida para o efeito e integrada no sistema comprime o CO₂ líquido em finos grânulos de limpeza. Esta é uma diferença decisiva em relação à limpeza convencional com gelo seco, em que os grânulos ou blocos de gelo seco são produzidos externamente e incorporados no sistema de limpeza. O fornecimento contínuo e automatizado de meios powersnow pelo sistema é um requisito essencial em processos de limpeza em linha totalmente automatizados.

As partículas geradas pela unidade de compressão são aceleradas com ar comprimido e projetadas através de um bocal sobre a superfície a limpar de forma direcionada. O jato de ar comprimido que contém os grânulos tem uma temperatura de cerca de -78 °C. Quando atinge a superfície, ocorrem quatro efeitos. O efeito térmico provoca um arrefecimento local súbito e os diferentes coeficientes de dilatação entre o substrato e os contaminantes provocam a formação de fissuras neste último. O efeito mecânico devido à transferência de momento solta as impurezas.

Quando os grânulos de neve atingem a superfície, sofrem uma transição da fase sólida para a fase gasosa, com um forte aumento de volume de cerca de 600 vezes. Este efeito de sublimação cria micro-ondas de pressão que também desprendem os contaminantes. Além disso, durante a fase de transição, um efeito de solvente remove a contaminação fílmica/orgânica. A intensidade destes efeitos e, consequentemente, a intensidade do jato de limpeza pode ser adaptada a diferentes aplicações de limpeza ou peças de trabalho, variando o caudal volumétrico de dióxido de carbono, a pressão do ar comprimido e o tipo de bocal.

Esta flexibilidade de processo torna a nova tecnologia quattroClean powersnow extremamente versátil. Por exemplo, as superfícies das peças da carroçaria podem ser limpas de forma seletiva e ativadas automaticamente antes da colagem. O mesmo se aplica quando diferentes materiais, como metal e plástico, metal e madeira ou diferentes plásticos, devem ser permanentemente colados.

A robustez do processo e a grande janela de trabalho oferecem vantagens em relação a outros métodos de limpeza a seco, como o plasma atmosférico e o laser. Se for necessário remover os resíduos de cola após a colagem, o novo processo também o faz rapidamente. Outras utilizações típicas incluem a preparação de superfícies para junção ou soldadura e a remoção de cordões de soldadura. As linhas também podem ser utilizadas para estas tarefas, com robôs que executam os respetivos passos de pré e pós-processamento.

Na indústria automóvel e da mobilidade elétrica, outros campos de aplicação incluem tarefas de limpeza durante o fabrico de células de combustível e baterias, incluindo baterias de estado sólido. O processo também serve para automatizar a limpeza regular das ferramentas de revestimento DLC, o que aumenta o seu desempenho.

A resistência mecânica dos grânulos e a fragilidade local causada pelo intenso efeito de arrefecimento permitem a remoção eficiente em linha de rebarbas de componentes metálicos, tais como os de relógios de alta qualidade e instrumentos médicos. Do mesmo modo, as rebarbas podem ser removidas de componentes de plástico maquinados ou moldados por injeção, incluindo os fabricados em sulfureto de polifenileno (PPS) e poliéter-éter-cetona (PEEK), bem como em plásticos reforçados com fibras.

Os bicos de diferentes modelos permitem que o processo de limpeza a seco seja adaptado de forma ótima às várias tarefas. O seu formato e dimensões também garantem que as áreas de difícil acesso dos componentes possam ser alcançadas. Foto: acp systems AG.

Os testes no centro técnico da ACP determinam a adequação geral da tecnologia de limpeza powersnow para a tarefa em questão e definem os parâmetros de processo necessários. Os principais fatores que influenciam estes parâmetros são os requisitos de limpeza ou rebarbagem, bem como as especificações de tempo de ciclo. Com base nestes parâmetros, a acp systems desenvolve conceitos de sistemas adequados para implementação como soluções autónomas, para integração no processo de produção específico ou para integração em ambientes de produção em rede. Uma vez que todos os parâmetros do processo são registados e documentados, a rastreabilidade total é garantida.