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Generell muss während des Strahlpro-zesses die Kontamination des Strahlmit-tels – also des eigentlichen „Werkzeuges“ – durch Öle, Fette, ölhaltige oder ölähn-liche Substanzen vermieden werden. Wird dies nicht oder nur unzureichend beachtet, kann es zu einer Art „Kettenreaktion“ kom-men, die nicht nur den eigentlichen Strahl-prozess, sondern auch die Strahlergebnisse negativ beeinflusst. Metallische Strahlmit-tel sind schließlich ebenso Metalloberflä-chen wie das Strahlgut selbst. Aufgrund des permanenten Kontaktes zwischen den beiden Komponenten bietet sich für mög-licherweise eingetragene Öle und Fette die Möglichkeit, vom Strahlgut auf das Strahlmittel zu wechseln und umgekehrt. Die Störstoffe können sich so gleichmäßig im gesamten Prozess verteilen – ähnlich einer Infektion. Die Kontaminationen be-schränken sich in der Folge nicht nur auf das Strahlmittel und das Strahlgut, auch die Strahlanlage selbst und nicht zuletzt die Filtermedien der Filteranlagen wären in diesem Fall betroffen. Oft werden nicht nur Öle und Fette aus vorigen Verfahren in den Prozess eingetragen, auch beim Schweißen

benutzte Trennsprays, Kühlschmiermittel aus Zerspanprozessen oder Trennmittel aus den Gussformen können während des Strahlens zu massiven Problemen führen.

Kostspielige Kontaminationen

Um die Einschleppung derartiger Kontami-nationen einzuschränken oder zu vermeiden, gab es bisher lediglich die Möglichkeit, die Werkstücke manuell oder in automatischen Wasch- und Trocknungsanlagen zu reinigen. Hier werden in aller Regel aggressive Reini-gungsmedien eingesetzt, die unter anderem starke Tenside oder Lösemittel beinhalten. Darüber hinaus benötigen die Waschmedien und der Trocknungsprozess viel Heizener-gie. Der Eintrag der zu entfernenden Öle und Fette in die Waschmedien führt jedoch auch hier zwangsläufig zu deren Anreicherung und einer dann folgenden Verschleppung. Je nach technischer Anforderung und den öko-nomischen Zwängen werden diese Wasch-medien daraufhin vollständig getauscht oder durch einen kontinuierlichen Wech-sel mehr oder weniger funktionstüchtig gehalten.

Neben dem Waschen wird häufig auch empfohlen, das kontaminierte Betriebsge-misch in regelmäßigen Abständen komplett zu tauschen, um eine zeitweise Verbesse-rung der Prozessbedingungen zu errei-chen. In diesem Zuge muss dann auch die Strahlanlage gereinigt werden, um eine zu schnelle, erneute Kontamination zu ver-meiden. Diese Strategie ist ebenfalls sehr kostspielig und wird deshalb nur selten in Betracht gezogen.

Angesichts der gravierenden Folgewir-kungen möglicher Kontaminationen sowie der kostspieligen Gegenmaßnahmen wäre ein weniger aufwändiges und kosteninten-sives Reinigungsverfahren natürlich wün-schenswert. An zwei Praxisbeispielen soll nun eine alternative, praxistaugliche Me-thode aufgezeigt werden, mit der sich die bereits angesprochenen Komplikationen im Strahlprozess in der täglichen Praxis vermeiden lassen.

Reduzierte Abtragleistung, hoher Verschleiß

Um die Bauteile im Brandfall so gut wie möglich vor Schäden und Korrosion zu schützen, muss ein großes deutsches Un-ternehmen für Energie- und Gebäudetech-nik seine bereits geschweißten Wasserrohre mit Pulver beschichten und anschließend umformen. Die Haftung und Verzahnung zwischen dem Beschichtungsstoff und dem metallischen Substrat muss dabei auch nach dem Umformvorgang prozesssicher gewährleistet sein. Infolgedessen benötigt die Oberfläche des Substrats eine entspre-chende Rauheit und Reinheit. Bisher konn-ten die im Freilager abgewetterten Profile allein durch das Strahlen auf einer Durch-laufanlage ausreichend auf die geforderte Beschichtung vorbereitet werden.

Aufgrund von deutlich verkürzten Durchlaufzeiten in der Produktion werden die Halbzeuge heute jedoch – anders als früher – gleich nach ihrer Anlieferung vom Walzwerk direkt in den Beschichtungspro-zess eingebracht. Eine Vorreinigung oder

Kontaminationen im Strahlprozess kön-

nen auch die Strahlanlage empfindlich

in Mitleidenschaft ziehen. Hier wird

deutlich, welche Schäden ein zu feines,

verschmutztes Betriebsgemisch an einer

Turbinenschaufel anrichten kann.

Bilder: PantaTec

Sauber und prozesssicher strahlenNeues Additiv ermöglicht

öl- und fettfreien Strahlprozess

Wird der Strahlprozess durch produktionsbedingt eingebrachte Fette

und Öle kontaminiert, kann dies verheerende Folgen haben. Hier ist nicht

nur das Strahlgut betroffen, auch der gesamte Strahlprozess wird in

Mitleidenschaft gezogen. Ein neues Additiv verspricht Abhilfe.

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das Abwettern im Freilager sind vor diesem Hintergrund nicht länger möglich. Dies hatte zur Folge, dass auch aus dem Walzprozess stammende Öle und Fette unmittelbar in den nachfolgenden Strahlprozess eingeschleppt wurden. Die Konsequenzen: Nicht nur das Strahlmittel selbst verölte, die Kontaminati-onen verteilten sich gleichzeitig auch auf den gestrahlten Flächen. Auch der eigentliche Strahlprozess wurde empfindlich in Mitlei-denschaft gezogen. So setzten sich beispiels-weise die Filtermedien des Trockenfilters in kurzer Zeit zu, wodurch sich die Strömungs-geschwindigkeit im Windsichter der Strahl-anlage verminderte. Infolgedessen konnte der Windsichter den anfallenden Strahlstaub und das Unterkorn des Strahlmittels nicht mehr richtig abscheiden und das Betriebsge-misch des Strahlmittels wurde immer feiner. Trotz einer gleichbleibend hohen Leistungs-aufnahme der Schleuderräder reduzierte sich die Abtragsleistung der Strahlanlage auf diese Weise um rund 70 Prozent. Neben der geforderten Reinheit konnte an den gestrahl-ten Oberflächen auch die benötigte Rautie-fe (Rz von etwa 40 µ) nicht mehr erreicht werden. Da die Verbindung des Substrates mit der Beschichtung nicht mehr ausreichte, um den nachfolgenden Umformvorgang zu überstehen, war die Voraussetzung für eine

erfolgreiche Pulverbeschichtung nicht mehr gegeben. Es kam in der Folge immer wieder zu Ablösungen, die anschließend mit hohem Aufwand nachgearbeitet werden mussten. Durch das zu feine und verschmutzte Be-triebsgemisch stellten die Verantwortlichen darüber hinaus einen überhöhten Verschleiß an der Strahlanlage fest, insbesondere die Schaufeln der Schleuderräder wurden stark beschädigt.

Durch vorangegangene Fertigungsprozesse ist das Strahlgut oft mit Ölen, Fetten oder

Schmiermitteln kontaminiert, die anschließend in den Strahlprozess eingetragen werden.

Einfache Anwendung, hohe Wirksamkeit

Durch einen Hinweis seines Strahlmit-tellieferanten wurde das Unternehmen daraufhin auf eine neuartige Methode der Firma PantaTec aufmerksam. Dabei wird dem Strahlmittel einfach nur ein pulver-förmiges Additiv hinzugegeben, welches Öle und Fette vom Strahlmittel sowie den

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i PantaTec GmbH www.pantatec.de

Werkstücken ablöst und bindet. Durch die normale Staubabsaugung und den Wind-sichter wird das Additiv anschließend zu-sammen mit dem anhaftenden Öl und Fett aus der Strahlanlage entfernt.

Um die Kontamination der Metallflä-chen beurteilen zu können, führte PantaTec zunächst mit einfachem Leitungswasser Benetzungstests auf gestrahlten Flächen durch und unterzog auch das Strahlmittel einem Penetrationstest. Letzteres wurde im Anschluss bei laufender Strahlanla-ge mit dem Additiv „Ultimate“ geimpft. Aufgrund der vergleichsweise starken Verschmutzung mussten für die drei Ton-nen Betriebsgemisch rund zehn Liter des Additivs eingesetzt werden. Bereits nach etwa 30 Minuten war eine deutliche Ver-besserung der Benetzbarkeit der gestrahl-ten Flächen festzustellen. Auch die Pene-trationszeit des Wassers in das Strahlmittel reduzierte sich von vormals acht Minuten auf nun unter zwei Minuten – mit weiter sinkender Tendenz. Im dann folgenden Normalbetrieb gab das Unternehmen rund zwei Liter Additiv pro Stunde in die An-lage, um die benötigte Strahlleistung und Fettfreiheit sicherzustellen.

Erfolge innerhalb kürzester Zeit

Auch ein auf die Fertigung von Leicht-metallkomponenten spezialisiertes Unter-nehmen, das unter anderem Verbrennungs-motoren im Druckguss-Verfahren herstellt, setzt das Additiv mittlerweile erfolgreich ein. Die produzierten Gussteile durchlau-fen nach dem eigentlichen Gießprozess, bei dem große Mengen an Trennmittel für die Formwerkzeuge eingesetzt wer-den müssen, zunächst einen Kühlofen.

Daraufhin werden Angüsse und Gussgrate unter Verwendung von Kühlschmiermittel zerspanend abgetrennt, bevor die Teile in einer Durchlaufstrahlanlage gestrahlt wer-den. Mit Hilfe von Manipulatoren konnte das Unternehmen sehr kurze Zykluszeiten für den eigentlichen Strahlprozess reali-sieren. Aus Kostengründen hatte man hier jedoch auf die Vorreinigung der Teile vor dem Strahlen verzichtet. Auf diese Weise konnten sich die eingetragenen Schmier-stoffe durch das kontaminierte Strahlmittel innerhalb kürzester Zeit in der gesamten Strahlanlage verteilen. Das vormals rie-selfähige Strahlmittel wurde in der Folge schmierig und klebrig und ähnelte in seiner Konsistenz nunmehr feuchtem Sand. Doch damit nicht genug: Es bildeten sich auch Verklumpungen und Ablagerungen in der gesamten Anlage.

Ein kontrollierter Strahlvorgang mit einer definierten Strahlmitteleinwirkung

konnte so natürlich nicht mehr gewährleis-tet werden, auch der Reinigungseffekt war nur noch ansatzweise gegeben. Um Abhil-fe zu schaffen, wurde das gesamte Strahl-mittel – jeweils fünf Tonnen – im Rahmen von eigenen Wartungsschichten in festen Abständen gegen neues ausgetauscht. Die Strahlanlage selbst musste ebenfalls in re-gelmäßigen Intervallen komplett gereinigt werden. Nach einem Hinweis des Strahl-mittelherstellers wurde das Unternehmen auch hier auf das von PantaTec entwickelte Strahlmitteladditiv aufmerksam, und nach den üblichen Strahlmitteltests wurde die Anlage daraufhin mit „Ultimate“ geimpft.

Für die Impfung und den Beginn der Grundreinigung benötigten die Experten von Pantatec rund 16 Liter des Additivs. In Portionen zu jeweils zwei Litern wurde dieses dem Prozess über 30 Strahlminuten verteilt bei laufender Maschine zugegeben. Bereits nach dieser kurzen Zeit ließ sich so die Rieselfähigkeit des Strahlmittels wiederherstellen. Innerhalb des folgenden Dauerbetriebs wurde die alte Kontamina-tion schließlich nach und nach aus dem Strahlprozess entfernt. Durch die konti-nuierliche Zugabe des Additivs wird die Anlage permanent gereinigt – eine erneute Störung des Strahlprozesses lässt sich so bereits im Vorfeld effektiv unterbinden. Auf diese Weise bleibt nicht nur der Strahlpro-zess definiert und stabil. Durch den Weg-fall des Strahlmittelwechsel konnte das Unternehmen darüber hinaus bereits beim ersten Einsatz über 5.000 Euro an Kos- ten einsparen.

Um die Ausmaße der Kontamination beurteilen zu

können, führen die Experten von PantaTec zunächst

Benetzungstests mit einfachem Leitungswasser auf

den gestrahlten Flächen durch.

Der Wasserperltest zeigt, wie stark verschmutzt das Strahlmittel ist. Das

rechte weist starke Kontaminationen mit Ölen und Fetten auf, das linke

Strahlmittel ist aufgrund des Additivs fettfrei und sauber.

Die Anwendung ist denkbar unkompliziert: Um die Verschmutzungen aus

dem Strahlprozess zu entfernen, wird das Additiv einfach dem laufenden

Strahlvorgang zugegeben.