Sandstrahlen – Präzise und flexibel

Beim Sandstrahlen wird Druckluft als Hauptantriebskraft genutzt, um unregelmäßige Strahlmittel mit hoher Geschwindigkeit auf die Werkstückoberfläche zu sprühen. Das Kernverfahren besteht in der Reinigung und präzisen Aufrauung, ergänzt durch das Entgraten. Es ist ein entscheidender Vorbehandlungsprozess für nachfolgende Spritz- und Galvanisierungsverfahren.

Die Leistung lässt sich flexibel anpassen: Der Luftdruck beträgt beim Druckstrahlverfahren 0,5–0,7 MPa und beim Saugstrahlverfahren 0,3–0,5 MPa. In bestimmten Anwendungsfällen kann Hochdruck-Wasserstrahlverfahren (Nassstrahlen) eingesetzt werden. Als Strahlmittel eignen sich scharfkantige, unregelmäßige Schleifmittel wie Quarzsand, braunes Schmelztonerde und umweltfreundliche Walnussschalen. Die Korngröße wird anhand der geforderten Oberflächenrauheit gewählt; für die Rostentfernungsklasse Sa2.5 wird eine Körnung von G120–G80 empfohlen.

Hauptzweck des Verfahrens ist die gründliche Entfernung von Öl, alten Beschichtungen und Rost von Werkstückoberflächen, die präzise Kontrolle der Oberflächenrauheit und die Verbesserung der Haftung nachfolgender Beschichtungen. Es eignet sich auch für Kunstgravuren und die Mattierung elektronischer Produkte.

Es eignet sich für Kleinserien, vielfältige und komplex geformte Präzisionswerkstücke wie Formen, dünnwandige Aluminiumteile und die lokale Rostentfernung an Schiffsteilen. Es ist schonender für weiche Metalle und dünne Bleche, um Verformungen zu vermeiden, und entspricht der Norm GB/T 8923.1 für Rostentfernungsgrade.

Kugelstrahlen – Präzise und fokussiert

Ähnlich dem Sandstrahlen, jedoch mit Druckluft, werden beim Kugelstrahlen runde Strahlmittel mit hoher Geschwindigkeit durch Druckluft oder geringe Zentrifugalkraft auf die Werkstückoberfläche gesprüht. Es dient primär der Oberflächenverfestigung und eignet sich für die gezielte Bearbeitung komplexer Bereiche.

Die Leistung ist flexibel einstellbar und ermöglicht so die präzise Steuerung von Sprühwinkel und Strahlgeschwindigkeit. Dadurch eignet sich das Verfahren auch für komplexe Hohlräume und Ecken, die mit herkömmlichem Kugelstrahlen nicht bearbeitet werden können. Das Strahlmittel entspricht dem beim Kugelstrahlen verwendeten und besteht aus runden Kugeln mit einem Durchmesser von 0,1–2,0 mm. Es zeichnet sich durch glatte Oberflächen aus, verursacht keine übermäßigen Kratzer am Werkstück und ist wiederverwertbar.

Seine Hauptfunktion besteht in der Erhöhung der Oberflächenhärte, der Dauerfestigkeit und der Verschleißfestigkeit durch Kaltverfestigung, wobei gleichzeitig Spannungsausgleich und Entgratung erfolgen. Seine Reinigungswirkung ist geringer als die des Sandstrahlens.

Anwendungsbereiche umfassen die lokale Verstärkung wichtiger tragender Bauteile wie Kfz-Getriebe, Flugzeugteile und Lager. Werkstücke mit Oberflächenöl müssen vorab entfettet werden, um Verunreinigungen der Aufnahmen und damit verbundene Ergebnisverfälschungen zu vermeiden.

Kugelstrahlen – Chargen- und effizientes Strahlen

Das Kugelstrahlen nutzt die mechanische Zentrifugalkraft als zentrale Antriebskraft. Ein schnell rotierendes Strahlrad schleudert runde Strahlmittel mit hoher Geschwindigkeit auf die Werkstückoberfläche. Es zeichnet sich durch eine hocheffiziente Chargenreinigung mit anschließender Oberflächenverfestigung, einen hohen Automatisierungsgrad und die bevorzugte Wahl für die Großserienfertigung aus.

Die Drehzahl des Strahlmittels kann 1500–3000 U/min erreichen, die Anfangsgeschwindigkeit des Strahlmittels beträgt bis zu 100 m/s. Das Verfahren benötigt keinen Luftkompressor und bietet im Langzeitbetrieb eine höhere Energieeffizienz als die beiden anderen Verfahren – mehr als 30 % effizienter als manuelles Sandstrahlen. Als Strahlmittel dienen runde, kantenfreie Kugeln, üblicherweise aus Stahlguss oder Edelstahl, mit einem Durchmesser von 0,8–2,5 mm. Sie können hunderte Male wiederverwendet werden, wobei lediglich regelmäßiges Nachfüllen erforderlich ist (Nachfüllmenge ≤ 10 % des Gesamtvolumens).

Seine Hauptfunktion besteht in der chargenweisen Entfernung von Oxidzunder, Formsand und Rost von Guss- und Schmiedeteilen, wobei durch Kaltverfestigung und Abbau innerer Spannungen die Oberflächenhärte und die Dauerfestigkeit erhöht werden.

Anwendungsbereiche sind vor allem große Mengen an regelmäßig gefertigten Werkstücken, wie z. B. Stahlplatten, Windkraftanlagentürme und Fahrgestellteile für Kraftfahrzeuge. Das Verfahren lässt sich mit automatisierten Förderanlagen für die kontinuierliche Produktion kombinieren und erfüllt die Normen JB/T 8355 (Ausrüstungsnorm) und GB/T 8923.1 (Entrostungsgrad).

1. Unterschiede bei der Stromversorgung

• Sandstrahlen: Hauptsächlich mit Druckluft betrieben, wobei der Luftdruck zur Erfüllung unterschiedlicher Präzisionsanforderungen einstellbar ist.
• Kugelstrahlen: Ähnliche Wirkung wie Sandstrahlen; nutzt Druckluft oder geringe Zentrifugalkraft für präzise Steuerung.
• Kugelstrahlen: Nutzt die Zentrifugalkraft des Strahlrades (mechanische Kraft), benötigt keinen Luftkompressor und bietet eine stabilere und stärkere Leistung.

2. Unterschiede im Kernzweck

• Sandstrahlen: Kernfunktionen sind Oberflächenreinigung und präzises Aufrauen als Vorbehandlung für Spritz- und Galvanisierungsverfahren, einschließlich Entgraten.
• Kugelstrahlen: Die Hauptfunktion besteht in der lokalen Oberflächenverfestigung zur Verbesserung der Härte und Ermüdungsbeständigkeit; der Reinigungseffekt ist relativ gering.
• Kugelstrahlen: Kernfunktionen sind die chargenweise Entfernung von Rost und Oxidschichten sowie die allgemeine Oberflächenverfestigung, wobei besonderer Wert auf hohe Effizienz gelegt wird.

3. Unterschiede in den Medienmerkmalen

• Sandstrahlen: Verwendet unregelmäßige, scharfkantige Strahlmittel (Quarzsand, braunes Schmelzaluminiumoxid usw.), die nicht recycelbar sind.
• Kugelstrahlen: Verwendet runde Kugeln mit glatten Oberflächen, die Werkstücke nicht übermäßig zerkratzen; recycelbar.
• Kugelstrahlen: Gleiches Rundmaterial wie beim Kugelstrahlen (Gussstahlkugeln, Edelstahlkugeln usw.), mit hoher Recyclingeffizienz.

4. Unterschiede im anwendbaren Szenario

• Sandstrahlen: Geeignet für Kleinserien, vielfältige, komplexe Präzisionswerkstücke (Formen, dünnwandige Aluminiumteile).
• Kugelstrahlen: Geeignet für komplexe innere Hohlräume und Ecken, die mit Kugelstrahlen nicht erreichbar sind, hauptsächlich für wichtige tragende Teile (Automobilgetriebe).
• Kugelstrahlen: Geeignet für die Großserienfertigung von regelmäßigen Werkstücken (Stahlplatten, Windkraftanlagentürme), kompatibel mit automatisierten Produktionslinien.

5. Umwelt- und Kostenunterschiede

• Sandstrahlen: Erzeugt große Mengen an Staub; nicht recycelbare Strahlmittel führen zu relativ hohen langfristigen Kosten.
• Kugelstrahlen: Mäßige Staubentwicklung; wiederverwendbare Strahlmittel, Kosten zwischen Sandstrahlen und Kugelstrahlen.
• Kugelstrahlen: Vollständig geschlossene Anlage mit geringer Staubentwicklung; hohe Strahlmittel-Recyclingrate, niedrigste langfristige Kosten.