7. Januar 2025

Das Sandstrahlen spielt in der modernen Fertigung und Instandhaltung eine wichtige Rolle. Es schafft nicht nur eine glatte Grundlage für nachfolgende Lackierungen oder andere Oberflächenbehandlungen, sondern verbessert auch wirksam die mechanischen Eigenschaften und das Aussehen der Oberfläche.

Beim Sandstrahlen ist die Wahl des richtigen Sandstrahlmittels von entscheidender Bedeutung. Obwohl Stahlkorn seit langem als traditionelles Sandstrahlmittel weit verbreitet ist, haben keramische Strahlmittel das Stahlkorn bei vielen der gleichen Anwendungen aufgrund ihrer hervorragenden Leistung allmählich überholt. In diesem Artikel werden diese beiden speziellen Sandstrahlmittel im Detail verglichen, um dem Leser zu helfen, die beste Wahl für praktische Anwendungen zu treffen.

Es handelt sich um eine relativ neue Art von Sandstrahlmaterial, das mit der steigenden Nachfrage der Industrie nach feinen, umweltfreundlichen und langlebigen Sandstrahlmitteln allmählich weite Verbreitung gefunden hat. Sandstrahlmittel mit Zirkonoxid und anderen hochverschleißfesten Materialien als Hauptbestandteile, ein einzigartiges Herstellungsverfahren, das ihm eine einheitliche kugelförmige Struktur und harte Textur verleiht, die einen effizienten Reinigungseffekt bei der Bearbeitung der Oberfläche des Werkstücks bieten kann.

Es handelt sich um ein traditionelles Sandstrahlmittel, das bereits in frühen industriellen Anwendungen wie der Oberflächenbehandlung von Metallen eine Rolle gespielt hat. Seine hochschlagfesten Eigenschaften haben es zu einem wichtigen Material für die Oberflächenbehandlung im Sandstrahlverfahren gemacht. Die Partikel des Stahlkorns sind relativ grob und haben eine unregelmäßige, kantige Form. Im Vergleich zu keramischen Strahlkugeln hat es eine kürzere Lebensdauer und muss häufiger ausgetauscht werden.

Elektronische Komponenten

• Halbleiter-Wafer
• PCB-Platten
• Steckverbinder und Stecker
• Sensor-Gehäuse

Autoteile

• Komponenten des Motors
• Bremsscheiben und Bremsbeläge
• Körperteile
• Komponenten des Auspuffrohrs
• Teile des Lenksystems

Medizinische Geräte

• Chirurgische Instrumente
• Implantate
• Katheter
• Gehäuse für medizinische Pumpen
• Nadeln und medizinische Kleinteile

Schimmelpilze

• Spritzgussformen
• Gießereiformen
• Stanzformen
• Druckgießformen

Luft- und Raumfahrt

• Turbinenschaufeln
• Rumpfschalen
• Räder für Flugzeuge
• Avionik-Gehäuse
• Motorenteile

Schiffsteile

• Propeller
• Rumpfverbindungen

Teile für industrielle Ausrüstung

• Pumpengehäuse und Ventile

Keramische Strahlperlen weisen erhebliche Vorteile bei der Sandstrahlreinigung auf. Diese Eigenschaften machen sie in den oben genannten Anwendungsszenarien dem herkömmlichen Stahlkorn überlegen. Im Folgenden werden die einzigartigen Vorteile von keramischen Strahlmitteln in Bezug auf Umweltverträglichkeit, Lebensdauer, Oberflächeneffekte usw. näher erläutert.

Umweltfreundlichkeit: geringere Staubentwicklung

Nach den Umweltforschungsdaten des Bundesverbandes der Deutschen Industrie ist die Staubentwicklung von keramischen Strahlmitteln im tatsächlichen Betrieb um mehr als 80% geringer als die von Stahlsand, wie im Folgenden dargestellt:

• Keramikkugeln: Die Staubkonzentration beträgt etwa 0,2 mg/m³
• Stahlsplitt: Die Staubkonzentration ist so hoch wie 1 mg/m³

Damit werden nicht nur die Sicherheitsstandards der OSHA (Occupational Safety and Health Administration) erfüllt, sondern auch die Wartungshäufigkeit der Entstaubungsgeräte erheblich reduziert.

Lebensdauer: höhere Zykluseffizienz

Messdaten zeigen, dass keramische Strahlmittel durchschnittlich 35 Mal recycelt werden können und bis zu 50 Mal bei hochintensiven Sandstrahlarbeiten, während die Lebensdauer von Stahlsand normalerweise 7-10 Mal beträgt.

Ein Vergleichsexperiment, das von einem Luftfahrtunternehmen durchgeführt wurde, hat gezeigt, dass Keramikkugeln mehr als die vierfache Oberfläche pro Kilogramm Stahlkorn bearbeiten können und dabei immer noch mehr als 70% seine ursprüngliche Leistungsfähigkeit nach wiederholtem Gebrauch.

Oberflächeneffekt: gleichmäßigere Verarbeitungsqualität

Daten des International Material Processing Laboratory zeigen, dass keramische Strahlmittel die Oberflächenrauheit von Werkstücken nach dem Sandstrahlen genauer kontrollieren können, was sich für Szenarien mit hohen Anforderungen eignet:

• Formenbau: Der Rauheitswert Ra der mit keramischen Strahlmitteln behandelten Formoberfläche liegt gleichmäßig im Bereich von 0,3-0,5 μm, während das Stahlkorn stark schwankt und zwischen 1-2 μm liegen kann.
• Keramische Strahlperlen können einen gleichmäßigen Matteffekt auf der Oberfläche von Titanlegierungen erzeugen und gleichzeitig die Biokompatibilität des Materials erhalten.

Betriebssicherheit: Geringe Aufprallkraft reduziert Oberflächenschäden

Experimente zeigen, dass die Aufprallkraft von keramischen Strahlperlen nur 50% der Aufprallkraft von Stahlkorn beträgt, was sich wie folgt äußert:

• Nach dem Sandstrahlen der Oberfläche von Aluminiumteilen beträgt die Eindringtiefe von keramischen Strahlmitteln 10 μm, während die Eindringtiefe von Stahlkorn 30 μm erreicht, was das Risiko von Materialschäden erheblich erhöht.
• Bei der Anwendung von Oberflächen von Präzisionsgeräten (wie z. B. Turbinenschaufeln in der Luft- und Raumfahrt) können keramische Strahlmittel Mikrorisse und Risse erheblich reduzieren. Verringerung der Nachbesserungsrate um etwa 30%.

Hohe Anpassungsfähigkeit: breite Palette von Anwendungen

Den Rückmeldungen unserer Kunden zufolge werden keramische Strahlperlen in großem Umfang für die folgenden Substrate und Sonderfälle verwendet:

• Metallsubstrate: zum Reinigen und Polieren der Oberflächen von Titanlegierungen und Nickelbasislegierungen in der Luftfahrtindustrie.
• Kunststoffsubstrate: sorgen für weiche Texturen bei der Oberflächenbehandlung von Kfz-Innenteilen (z. B. Armaturenbretter und Türverkleidungen) und ersetzen so die herkömmlichen chemischen Reinigungsverfahren.
• Keramik- und Glassubstrate: Erzielung feiner Texturdarstellungen, wie z. B. das Ätzen von Industriespiegeln.

Wirtschaftliche Vorteile: Senkung der Gesamtbetriebskosten

Nach aktuellen Falldaten können Unternehmen, die keramische Strahlmittel einsetzen bis zu 25%-40% an Kosten sparen jedes Jahr, hauptsächlich aus folgenden Gründen:

• Wartungskosten der Anlage: Die geringe Staubentwicklung reduziert die Häufigkeit der Reinigung des Filtersystems, verlängert die Lebensdauer und reduziert die Wartungskosten um etwa 20%.
• Einsparungen bei den Arbeitskosten: Die durch keramische Strahlmittel erzeugte Oberflächenbehandlung ist feiner, es ist keine zusätzliche Nachbearbeitung erforderlich, und die Betriebszeit wird um 15%-25% reduziert.
• Langfristige Materialinvestition: Trotz der höheren Anfangskosten ist die durchschnittliche Nutzungsdauer einer Tonne keramischen Strahlmittels etwa dreimal so lang wie die von Stahlkorn.

Als traditionelles und weit verbreitetes Sandstrahlmittel ist Stahlgranulat den keramischen Strahlmitteln in allen Belangen unterlegen, nimmt aber aufgrund seiner einzigartigen hohen Festigkeit und Wirtschaftlichkeit in vielen Industriebereichen nach wie vor eine wichtige Stellung ein.

Hohe Schlagkraft: entfernt schnell hartnäckige Oberflächenverschmutzungen

• Beim Entfernen von dicken Rostschichten, harten Oxidschichten und mehrschichtigen Beschichtungen kann Stahlkorn in kurzer Zeit eine starke Schlagwirkung erzielen und Oberflächenverunreinigungen schnell entfernen.
• Die kantige Partikelstruktur verbessert die Schneidleistung zusätzlich und eignet sich besonders für die Reinigung der Oberfläche von hochfesten Materialien. Bei der Oberflächenentrostung von Brücken, Schiffen und schweren Maschinen wird häufig Stahlkorn bevorzugt.

Kosteneffizienz: niedriger Materialpreis

• Im Vergleich zu hochwertigen Strahlmitteln wie Keramikkugeln sind die Anschaffungskosten für Stahlkorn relativ niedrig, in der Regel 1/3 bis 1/2 der Kosten für keramische Strahlmittel, was besonders für Großprojekte mit begrenztem Budget geeignet ist.

• Selbst wenn es häufig ersetzt werden muss, sind die Gesamtmaterialkosten aufgrund des niedrigen Preises immer noch sehr wettbewerbsfähig.

Mehrere Partikelgrößenoptionen: für unterschiedliche Prozessanforderungen

• Stahlsplitt kann je nach den Anforderungen der Anwendung in einer Vielzahl von Korngrößen angeboten werden, von ultrafeinen bis zu groben Partikeln:

Grobkörniges Stahlkorn eignet sich zur Entfernung starker Verschmutzungen und zur Schaffung rauer Oberflächenstrukturen, die eine bessere Haftung für nachfolgende Beschichtungen bieten.

Feinkörniges Stahlkorn wird für die relativ feine Oberflächenbearbeitung verwendet, z. B. für leichtes Schleifen und die glatte Vorbehandlung von Metalloberflächen.

• In der Kfz-Reparaturbranche wird beispielsweise grobkörniges Stahlsand zur Rostvorbeugung und Reinigung des Fahrgestells verwendet, während feinkörniges Stahlsand zum Sandstrahlen der Karosserieoberfläche eingesetzt wird.

Hervorragende mechanische Eigenschaften: hohe Härte und Zähigkeit

• Stahlkorn hat eine hohe Härte (normalerweise im Bereich von 40-65 HRC) und eine hohe Zähigkeit. Es kann starken Stößen standhalten, ohne leicht zu zerbrechen. Es eignet sich besonders für die Bearbeitung von Substraten mit hoher Härte wie Kohlenstoffstahl, rostfreiem Stahl und Gusseisen.
• Selbst in Umgebungen mit hohen Temperaturen bleibt die Leistung von Stahlsand stabil, ohne dass es zu Erweichungen oder Beeinträchtigungen kommt.

Niedrige technische Schwelle: anpassungsfähig an eine Vielzahl von Geräten

• Die meisten Sandstrahlgeräte auf dem Markt unterstützen Stahlsand als Medium, ohne dass zusätzliche Kosten für die Umrüstung der Geräte anfallen.
• Das Gerät ist kostengünstig und eignet sich besonders für kleine und mittlere Unternehmen und Projektträger.

Gute Verschleißfestigkeit: geeignet für wiederholten Einsatz

• Obwohl die Anzahl der Zyklen von Stahlsand nicht so gut ist wie die von Keramikkugeln, ist seine Verschleißfestigkeit immer noch wettbewerbsfähig unter den traditionellen Medien. Die einmalige Lebensdauer beträgt etwa 7-10 Mal, was für die Anforderungen mittel- und kurzfristiger Projekte ausreicht.
• Experimente zeigen, dass die Volumenverlustrate von hochwertigem Stahlsplitt unter normalen Einsatzbedingungen weniger als 1,5% beträgt, was auf eine gute Haltbarkeit hindeutet.

Breite Anerkennung auf dem Markt

• Das Herstellungsverfahren von Stahlsplitt ist ausgereift, die Lieferkette ist perfekt, und er ist weltweit leicht zu beschaffen.
• Die Bediener sind in der Regel mit der Leistung und dem Einsatz von Stahlsplitt vertraut, was die Schulungskosten reduziert.

Als die beiden wichtigsten Strahlmittel im Bereich der Sandstrahlreinigung haben Stahlkorn und keramische Strahlperlen jeweils erhebliche Vorteile. Ihre Anwendbarkeit hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung, den Eigenschaften des Werkstücks und den Budgeteinschränkungen ab.

In der industriellen Praxis ist die Strategie "erst grob und dann fein" eine gängige und effiziente Lösung. Durch die Kombination von Stahlkorn und keramischen Strahlperlen können die Eigenschaften beider Strahlmittel voll zum Tragen kommen:

1. Vorläufige Behandlung: Verwenden Sie Stahlsplitt für eine hochwirksame Vorreinigung, um große Rostflächen oder dicke Beschichtungen schnell zu entfernen und eine solide Grundlage für die nachfolgende Behandlung zu schaffen.
2. Verfeinernde Behandlung: Verwenden Sie keramische Strahlperlen, um die Oberflächenhomogenisierung und -veredelung zu vervollständigen, die Oberflächenqualität zu verbessern und höhere optische und funktionale Anforderungen zu erfüllen.

Diese Strategie verkürzt nicht nur die Bearbeitungszeit, sondern findet auch ein ideales Gleichgewicht zwischen Wirtschaftlichkeit und Wirkung. In der Schiffsinstandhaltung kann beispielsweise Stahlsand schnell hartnäckigen Schmutz auf der Außenhaut des Schiffskörpers entfernen, während Keramikkugeln für die detaillierte Behandlung von Propellern oder Präzisionsteilen verwendet werden.

Die Benutzer können Stahlkorn und keramische Strahlmittel je nach den spezifischen Anforderungen des Projekts flexibel auswählen oder kombinieren. In der Praxis ist die ständige Anpassung von Prozessparametern und Strahlmittelkombinationen der Schlüssel zur Erfüllung unterschiedlicher Anforderungen. Ich hoffe, dieser Artikel gibt Ihnen eine klare Vorstellung von der Auswahl des richtigen Strahlmittels!