Metallische Bauteile durchlaufen während ihrer Herstellung verschiedene Bearbeitungsschritte. Dabei können Rückstände, Oxidschichten oder Veränderungen der Oberfläche entstehen, die vor der weiteren Verarbeitung entfernt werden müssen. Industrielles Strahlen ermöglicht eine mechanische Behandlung solcher Oberflächen. Als Strahlmittel kommt unter anderem Metallschrot zum Einsatz. Seine Wirkung hängt von den Eigenschaften der Partikel, dem Werkstoff des Bauteils und den Einstellungen der Strahlanlage ab. Eine abgestimmte Prozessführung ist deshalb entscheidend für gleichmäßige Ergebnisse.
Was bezeichnet der Begriff Metallschrot?
Im Zusammenhang mit industrieller Strahltechnik beschreibt Metallschrot kleine metallische Partikel, die gezielt zur Oberflächenbearbeitung eingesetzt werden. Gemeint ist ein definiertes Strahlmittel, dessen Größe, Form und Härte auf technische Anforderungen abgestimmt sind.
Die Bezeichnung unterscheidet sich vom Begriff Metallschrott, der üblicherweise ausgediente Metallgegenstände oder Produktionsabfälle umfasst. Strahlmittel müssen bestimmte Eigenschaften besitzen, damit ihre Wirkung während der Bearbeitung kontrolliert werden kann. Unterschiede zwischen einzelnen Ausführungen beeinflussen sowohl das Oberflächenbild als auch das Verschleißverhalten.
Runde und kantige Körnungen
Metallische Strahlmittel werden grundsätzlich in runde und kantige Partikel unterschieden. Runde Körner sind häufig unter der Bezeichnung Shot bekannt. Kantige Körner werden als Grit bezeichnet.
Runde Partikel wirken überwiegend durch ihren Aufprall auf die Oberfläche. Kantige Partikel können eine stärker schneidende Wirkung entwickeln. Welche Kornform geeignet ist, richtet sich nach der jeweiligen Aufgabe. Reinigung, Aufrauen und gezielte Verfestigung stellen unterschiedliche Anforderungen an das verwendete Material.
Wie erfolgt die Bearbeitung?
Beim Strahlen werden Partikel beschleunigt und auf das Werkstück gelenkt. Ihre mechanische Einwirkung kann anhaftende Schichten lösen und die Oberflächenstruktur verändern. Die Intensität hängt nicht allein vom Strahlmittel ab, sondern auch von dessen Geschwindigkeit und der Dauer der Behandlung.
Ebenso wichtig sind der Auftreffwinkel und die Verteilung des Strahlmittels. Werden einzelne Bereiche unzureichend erreicht, kann das Ergebnis ungleichmäßig ausfallen. Eine übermäßige Bearbeitung kann dagegen unerwünschten Materialabtrag oder Veränderungen empfindlicher Bauteilbereiche verursachen.
Druckluft als Antrieb
Beim Druckluftstrahlen transportiert ein Luftstrom die Partikel durch eine Strahldüse. Über die Ausrichtung der Düse lassen sich bestimmte Flächen gezielt bearbeiten. Düsenabstand, Druck und Bewegungsführung beeinflussen das Ergebnis.
Dieses Verfahren erfordert eine Abstimmung auf die Bauteilgeometrie. Vertiefungen, Innenflächen und schwer zugängliche Stellen können andere Einstellungen oder Bearbeitungspositionen benötigen als frei zugängliche Flächen.
Beschleunigung durch Schleuderräder
Schleuderradanlagen beschleunigen das Strahlmittel mechanisch über rotierende Räder. Die Partikel treffen anschließend innerhalb eines festgelegten Strahlbereichs auf die Werkstücke.
Solche Anlagen werden häufig für wiederkehrende Bearbeitungsaufgaben eingesetzt. Die Anordnung der Schleuderräder und die Bewegung der Bauteile bestimmen mit, welche Flächen erreicht werden. Auch hier müssen Strahlmittel und Anlagenparameter gemeinsam betrachtet werden.
Typische EinsatzbereicheReinigung nach dem Gießen
An Gussstücken können nach der Herstellung Sandreste und andere anhaftende Rückstände vorhanden sein. Strahlen unterstützt deren Entfernung und bereitet die Oberfläche auf weitere Fertigungsschritte vor.
Dabei beeinflussen Form und Zugänglichkeit des Werkstücks die Bearbeitung. Gleichmäßige Ergebnisse setzen voraus, dass sämtliche relevanten Flächen ausreichend behandelt werden. Besonders bei komplexen Bauteilen spielt die Positionierung innerhalb der Anlage eine wesentliche Rolle.
Entfernung von Oxidschichten
Durch thermische Bearbeitung oder äußere Einflüsse können sich auf Stahloberflächen Zunder und Rost bilden. Eine Strahlbehandlung kann solche Schichten mechanisch entfernen.
Der erforderliche Aufwand hängt vom Ausgangszustand der Oberfläche ab. Dicke, fest haftende Schichten stellen andere Anforderungen als leichte Oxidation. Deshalb sollten Bearbeitungsdauer und Strahlintensität anhand des tatsächlichen Zustands festgelegt werden.
Vorbereitung vor dem Beschichten
Vor einer Beschichtung müssen Sauberkeit und Oberflächenprofil zum vorgesehenen System passen. Metallschrot kann dazu beitragen, störende Schichten zu entfernen und eine geeignete Rauheit herzustellen.
Eine möglichst starke Aufrauung ist jedoch kein allgemeines Qualitätsmerkmal. Entscheidend ist das geforderte Profil. Auch vorhandene Ölreste, Staub oder andere Verunreinigungen müssen berücksichtigt werden, da Strahlen nicht jeden notwendigen Reinigungsschritt ersetzt.
Prozesskontrolle und gleichmäßige QualitätVeränderungen des Betriebsgemischs
Während des Einsatzes verschleißen Strahlmittelpartikel. Sie können kleiner werden oder zerbrechen. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung des Betriebsgemischs und möglicherweise auch dessen Bearbeitungswirkung.
Regelmäßige Kontrollen helfen, diese Veränderungen zu erkennen. Die Nachfüllung und Aufbereitung des Strahlmittels sollten so erfolgen, dass das Gemisch zu den Anforderungen des Prozesses passt.
Prüfung der bearbeiteten Oberfläche
Zur Qualitätskontrolle gehört die Beurteilung des fertigen Werkstücks. Je nach Aufgabe werden beispielsweise Sauberkeit, Rauheit und Gleichmäßigkeit untersucht. Die Prüfkriterien sollten bereits vor Beginn der Bearbeitung feststehen.
Zur Qualitätskontrolle gehört die Beurteilung des fertigen Werkstücks. Je nach Aufgabe werden beispielsweise Sauberkeit, Rauheit und Gleichmäßigkeit untersucht. Die Prüfkriterien sollten bereits vor Beginn der Bearbeitung feststehen.
