Kugelstrahlen ist ein mechanisches Oberflächenbehandlungsverfahren, ähnlich dem Sandstrahlen. Es handelt sich um ein Kaltverfahren, das in Reinigungsstrahlen und Verstärkungsstrahlen unterteilt wird. Wie der Name schon sagt, dient das Reinigungsstrahlen der Entfernung von Verunreinigungen wie Oberflächenoxiden und der Verbesserung der Oberflächenqualität. Beim Verstärkungsstrahlen wird die Oberfläche des Werkstücks kontinuierlich mit einem Strahlmittelstrom (60–110 m/s) beschossen. Die Oberfläche und die Oberflächenschichten (0,10–0,85 mm) des Werkstücks erfahren während der zyklischen Verformung folgende Veränderungen: 1. Die Mikrostruktur wird verändert; 2. Die ungleichmäßig plastifizierte Außenfläche erzeugt Druckeigenspannungen, die Innenfläche Zugeigenspannungen; 3. Die Oberflächenrauheit (RaRz) ändert sich. Wirkung: Das Kugelstrahlen kann die Dauerfestigkeit von Werkstoffen/Bauteilen verbessern, Ermüdungsbrüchen, plastischer Verformung und Sprödbruch vorbeugen und die Lebensdauer verlängern.
Prinzip des Kugelstrahlverfahrens:
Beim Kugelstrahlen wird das Strahlmittel (Stahlkugeln) mechanisch mit hoher Geschwindigkeit und in einem bestimmten Winkel auf die Arbeitsfläche geschleudert, sodass die Kugelpartikel mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche auftreffen. Durch den Unterdruck und die Rückprallkraft des Absauggeräts zirkuliert das Strahlmittel in der Anlage. Gleichzeitig werden Strahlmittel und gelöste Verunreinigungen durch die Luftreinigung des Absauggeräts aufgefangen. Dieses Verfahren ermöglicht die kontinuierliche Wiederverwertung der Kugeln. Die Maschine ist mit einer Staubabsaugung ausgestattet, um einen staub- und schadstofffreien Betrieb zu gewährleisten. Dies steigert nicht nur die Effizienz, sondern schont auch die Umwelt. Im Betrieb der Maschine werden Kugelgröße und -form ausgewählt und die Fahrgeschwindigkeit der Anlage angepasst, um den Kugelfluss zu steuern und so unterschiedliche Strahlintensitäten und Oberflächenbehandlungseffekte zu erzielen.
Technische Anforderungen an das Kugelstrahlverfahren:
Durch die gezielte Auswahl von Partikelgröße und -form der Strahlmittel, die Anpassung der Maschinengeschwindigkeit und die Steuerung des Strahlmitteldurchsatzes lassen sich unterschiedliche Strahlintensitäten und Oberflächenbehandlungseffekte erzielen. Der Strahlprozess und die Strahlanlage steuern den Oberflächenzustand nach der Behandlung anhand von drei Parametern, die je nach zu behandelnder Oberfläche angepasst werden: Größe und Form der Strahlmittel, Maschinengeschwindigkeit und Strahlmitteldurchsatz. Diese drei Parameter wirken zusammen, um unterschiedliche Behandlungseffekte zu erzielen und die optimale Oberflächenrauheit nach dem Strahlprozess zu gewährleisten. Beispiel: Mit Stahlkugeln der Güteklasse S330 und einem Durchfluss von 10 A kann auf einer Betonoberfläche der Güteklasse C50 eine Rauheit von 90 erreicht werden. Durch die Behandlung einer Asphaltoberfläche kann die Deckschicht entfernt und eine Rauheit von 80 erzielt werden. Bei der Bearbeitung von Stahlplatten kann der Reinheitsgrad SA3 erreicht werden.
Kugelstrahlen ist ein Verfahren zum Reinigen, Härten (Kugelstrahlen) oder Polieren von Werkstücken mit einer Kugelstrahlanlage. Es findet Anwendung in nahezu allen metallverarbeitenden Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Bauwesen, Gießerei, Schiffbau, Eisenbahnwesen und viele weitere. Man unterscheidet zwei Verfahren: Kugelstrahlen und Sandstrahlen.
Die erste: Kugelstrahlmaschine:
1. Die Kugelstrahlanlage wandelt die Motorenergie durch die Rotation des Turbinenlaufrads direkt in die Energie des Strahlmittels um.
2. Die Förderleistung jedes Laufrads liegt zwischen ca. 60 kg/min und 1200 kg/min.
3. Um diese großen Mengen an Beschleunigern zu verwenden, verwenden Sie eine Radmühle, in der große Teile oder große Bereiche von Teilen in irgendeiner Form entrostet, entzundert, entgratet, abgeschält oder gereinigt sein müssen.
4. Oftmals bestimmt die Art des Transports der zu entsorgenden Teile den Maschinentyp: von einfachen Tischgeräten bis hin zu integrierten vollautomatischen Manipulatoren für eine ganze Reihe von Automobilherstellern, über Rollenförderer und Bandentkalkungsanlagen.
Die zweite: Sandstrahlmaschine:
1. Die Sandstrahlmaschine kann in Form eines Gebläses oder eines Strahlgeräts eingesetzt werden. Das Strahlmittel wird pneumatisch durch Druckluft beschleunigt und durch die Düse auf die Bauteile gerichtet.
2. Für spezielle Anwendungen kann ein Strahlmittel-Wasser-Gemisch verwendet werden, was als Nasssandstrahlen bezeichnet wird.
3. Beim Luft- und Nassstrahlen kann die Düse an einer festen Position installiert oder manuell, durch einen automatischen Düsenbetätiger oder ein SPS-programmiertes Automatisierungssystem betätigt werden.
4. Die Art des Sandstrahlens bestimmt die Wahl des Strahlmittels; in den meisten Fällen können beliebige trockene oder freilaufende Strahlmittel verwendet werden.
Veröffentlichungsdatum: 30. Juni 2023
