Leitfaden für Sandstrahlmittel

Sandstrahlen ist ein äußerst nützliches Verfahren für ein breites Spektrum von Anwendungen und Branchen. Ganz gleich, ob ein Material gereinigt, entgratet, für die Pulverbeschichtung vorbereitet, entrostet, kugelgestrahlt oder einfach nur entlackt werden muss, Sandstrahlen ist das richtige Verfahren für diese Aufgabe.

Diese Geräte sind in der Automobilindustrie, in Schiffs- und Bahnwerften und in einer Reihe von industriellen Anwendungen nützlich. Je nach Verwendungszweck ist ein gewisses Maß an Geschicklichkeit und Sicherheitstraining erforderlich, um einen Sandstrahler effektiv zu bedienen.

Wenn eine Oberfläche mit Fett, Farbe oder einer anderen unerwünschten Verblendung überzogen ist, kann ein Sandstrahler die Rückstände vollständig entfernen und den ursprünglichen Zustand wiederherstellen. Wenn die maschinelle Bearbeitung scharfe Grate auf einem Gegenstand hinterlässt, können Sandstrahler diesen glätten, bis er sicher zu handhaben ist. Das Kugelstrahlen ist eine weitere nützliche Anwendung, bei der ein Metall einer Reihe kleiner, aber kräftiger Schläge ausgesetzt wird – man denke an die Wirkung eines Kugelhammers -, um es formbarer zu machen. Dadurch erhält die Oberfläche des Metalls eine kompressive, plastische Qualität, die die Entstehung winziger Mikrorisse verringert.

Wir wollen uns nun ansehen, wie Sandstrahler funktionieren und welche Arten von Sandstrahlmitteln es gibt.

Wie funktionieren Sandstrahlmittel

Was macht ein Sandstrahler und wie funktioniert er?

Ein Sandstrahler verwendet Druckluft, um einen Strahl winziger Projektile zu schleudern, die von Walnussschalen über Glasperlen bis hin zu winzigen Gesteinspartikeln reichen.

Alles beginnt mit zwei Komponenten: dem Strahlkessel und dem Drucklufteinlass. Der Strahlkessel ist ein großer Behälter, der das Strahlmittel aufnimmt, egal ob es sich um Glasperlen, Maiskolben, Stahlschrot, Kunststoff oder andere Materialien handelt. Er leitet das Strahlmittel durch eine Reihe von Ventilen nach unten, mit denen die in das System eintretende Menge gesteuert werden kann.

Dieses Strahlmittel wird dann mit der Druckluft verbunden, die in die Kammer strömt. Beachten Sie, dass der Luftdruck für den gesamten Sandstrahlprozess verantwortlich ist – er ist die Kraft, die das Strahlmittel durch die Gegend peitscht. Durch die Einstellung des Luftdrucks wird die Geschwindigkeit der Partikel angepasst. Die Anforderungen an die Sandstrahlluft sind daher sehr hoch – aus Gründen der Präzision und der Sicherheit ist ein ferngesteuertes System erforderlich.

Die Luft und das Strahlmittel strömen durch den Strahlschlauch und treten aus einer Düse aus. Zu diesem Zeitpunkt befinden sie sich in der Sandstrahlkammer, unabhängig davon, ob es sich um eine kleine Kammer oder einen ganzen Raum handelt, und kommen normalerweise aus der Düse einer Handpistole. Die Partikel bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit und schlagen auf das Objekt auf, wobei sie alles von der Oberfläche abtragen, was sich auf ihr befindet. Je nach Größe, Beschaffenheit und Dichte der Partikel hinterlassen sie auch winzige Vertiefungen im Material. Diese Vertiefungen ermöglichen es künftigen Beschichtungen, an der Oberfläche des Objekts zu haften.

Was rein geht, muss auch wieder raus. Damit sich die Kammer nicht in eine Druckbombe verwandelt, muss die Luft im gleichen Maße entweichen, wie sie eintritt. An dieser Stelle kommt eine Schleiffalle ins Spiel. An der Stelle, an der die Luft aus der Kammer entweicht, befindet sich eine Falle, die das Strahlmittel auffängt – andernfalls würde es ebenfalls aus der Kammer herausfliegen.

Diese beiden grundlegenden Komponenten gelten sowohl für Schrank- als auch für tragbare Sandstrahlgeräte.

Wenden wir uns nun der wichtigsten Komponente des Sandstrahlens zu: dem Strahlmittel selbst. Bei den Sandstrahlmitteln gibt es viele Variablen, so dass der Benutzer eine große Auswahl hat.

Sandstrahlmittel-Leitfaden: Welche Arten von Strahlmitteln sollten Sie in Betracht ziehen?

Eine Liste von Sandstrahlmitteln kann auf den ersten Blick entmutigend wirken. Die Partikel können aus organischem Material, Metall, Silikat, Kunststoff oder Stein bestehen. Warum gibt es eine so breite Palette von Optionen? Wie wählt man eines aus?

Der Grund, warum es so viele Strahlmittel gibt, liegt darin, dass sie alle unterschiedliche Aufgaben sehr gut erfüllen. Dies ist auf eine Reihe von Schlüsseleigenschaften des Strahlmittels zurückzuführen: Form, Größe, Härte und Dichte.

Ein wichtiges Ergebnis des Sandstrahlens ist das so genannte „Ankermuster“. Wenn ein Partikel auf die Oberfläche eines Metalls auftrifft, bildet es einen kleinen Krater. Dieser winzige Krater wird von Rippen gesäumt, die auf allen Seiten des Kraters hochgedrückt werden. Die Tiefe dieses Kraters wird in der Regel in Tausendstel Zoll gemessen und wirkt sich darauf aus, wie gut sich die Beschichtung mit der Metalloberfläche verbindet. Je tiefer die Krater sind, desto besser ist die Verbindung.

Wenn die Krater jedoch zu tief sind, können die Grate durch die Oberfläche der Beschichtung herausragen. Dies kann zu Rost und Schwachstellen in der Beschichtung führen, was eine weitere Runde Sandstrahlen bedeutet.

Lassen Sie uns einen Blick auf die abrasiven Eigenschaften von Sandstrahlmitteln werfen und wie sie das Ankermuster beeinflussen.

Form

Wie Sie vielleicht schon vermutet haben, sind runde Partikel weniger abrasiv als grobe. Die Schärfe der Winkel eines Partikels bestimmt, wie tief er in ein Metall einschneidet. Ein scharfkantiges Teilchen gräbt sich tiefer in eine Metalloberfläche als ein rundes Teilchen derselben Größe.

Die vier Formkategorien sind eckig, sub-eckig, sub-rund und rund. Einige der gröbsten Medien sind Kohleschlacke und zerkleinertes Glas, die in die Kategorie eckig fallen würden. Olivin, Granat und Kunststoff sind weniger scharf und gehören zu den subangularen Medien. Noch weniger abrasiv sind halbrunde Walnussschalen und Staurolith, während glatte Glasperlen und Quarzsand Beispiele für abgerundete Medien sind.

Denken Sie daran, die Form des von Ihnen gewählten Mediums zu überprüfen. Sie wird einen großen Einfluss – buchstäblich! – auf das Ankerprofil.

Größe

Wir messen die Partikel nach ihrer „Maschengröße“. Diese gibt an, durch welche Maschenweite die Partikel passen. Eine Maschenweite von 10 hat 10 Löcher pro Quadratzoll, wodurch relativ große Partikel hindurchpassen würden, während eine Maschenweite von 300 auf viel kleinere Partikel hinweisen würde. Wenn die Größe in einem geteilten Format wie 20/40 angegeben wird, bedeutet dies, dass eine Masche der Größe 30 95 Prozent der Partikel aufnehmen kann, eine Masche der Größe 40 jedoch nicht.

Eine schnelle Logik könnte uns zu dem Schluss bringen, dass größere Partikel mehr Arbeit verrichten als kleine. Es stimmt zwar, dass ein größeres Teilchen mehr Schwung mitnimmt und daher einen größeren Einschlagskrater hinterlässt, aber es gibt auch einen Nachteil. Große Teilchen schlagen eher lokal auf der Oberfläche eines Metalls auf. Das heißt, es gibt eine geringere Anzahl von Partikeln pro Kubikzoll als bei der Verwendung kleinerer Partikel, so dass das Ergebnis nicht so gründlich sein wird.

Um ein gründliches Finish und ein gleichmäßiges Tiefenprofil zu erzielen, ist die Antwort, die kleinstmöglichen Medien zu verwenden, mit denen sich das gewünschte Verankerungsmuster erzielen lässt.

Härte

Die Härte eines Mediums spielt auch eine Rolle dabei, wie tief die Partikel in eine Oberfläche eindringen. Je nachdem, wie weich das Schleifmittel ist, hinterlässt es ein sehr geringes oder gar kein Verankerungsmuster.

Auch wenn es logisch erscheint, das härteste Material für effizientes Sandstrahlen zu verwenden, gibt es einen Haken bei extrem harten Strahlmitteln. Zu harte Strahlmittel können auch spröde sein, so dass sie beim Aufprall zerbrechen. Wenn ein Partikel beim Aufprall bricht, geht ein Teil seiner kinetischen Energie in den Bruch. Das bedeutet, dass weniger Energie für die Oberfläche zur Verfügung steht.

Beachten Sie bei der Wahl des Schleifmittels, dass Sie die Mindesthärte anstreben sollten, die für das Erreichen Ihres Ziels erforderlich ist. Es ist einfacher, mehr zu sandstrahlen, als es rückgängig zu machen.

Dichte

Der Grund, warum die Dichte eines Teilchens wichtiger ist als seine Masse, liegt darin, dass die Dichte viel mehr darüber aussagt, wie das Teilchen beim Aufprall reagieren wird. Ein dichtes Teilchen hat mehr Masse pro Volumeneinheit. Das bedeutet, dass es beim Aufprall mehr Druck ausübt und sich tiefer eingräbt als ein größeres Teilchen mit derselben Masse. Stellen Sie sich vor, Sie lassen eine Stahlmurmel auf Ihren Fuß fallen, im Gegensatz zu einem großen Schaumstoffball, der das gleiche Gewicht hat.

Außerdem übertragen dichtere Teilchen mehr ihrer kinetischen Energie beim Aufprall. Weichere, weniger dichte Teilchen komprimieren sich, wenn sie mit einem Objekt zusammenstoßen, d. h. sie absorbieren den Aufprall und übertragen ihren Impuls weniger effizient. Diese weicheren Partikel haben jedoch ihren Nutzen, z. B. beim Entfernen von Farbe und bei der leichten Oberflächenreinigung.

Typen von Sandstrahlmitteln

Hier sind einige der gebräuchlichsten Sandstrahlmittel aufgeführt:

• Stahlschrot und -splitt: Wenn Sie schwere Arbeiten durchführen müssen, ist Stahlschrot und -splitt eine ausgezeichnete Wahl. Stahlkies ist rund und Splitt ist kantig. Dieses Material wird aus Stahl hergestellt und ist in verschiedenen Härtegraden, Größen und Formen erhältlich. Es wird häufig zum Entgraten, Kugelstrahlen und zum Entfernen harter Beschichtungen sowie zur Vorbereitung von Epoxidbeschichtungen verwendet. Es ist ein wichtiges Mittel zur Vorbereitung von Baustahl für den Einsatz.

• Glasperlen: Glasperlen sind ebenfalls in verschiedenen Größen erhältlich und werden aus Natronkalk hergestellt, der das Substrat nur wenig belastet. Sie eignen sich hervorragend zur Vorbereitung von Metalloberflächen für die Lackierung und Pulverbeschichtung sowie zur Entfernung unerwünschter Oberflächenverunreinigungen wie Grate, Rost, Farbe und Zunder.
• Schwarze Schönheit: Hierbei handelt es sich um eine spezielle Art von Kohlenschlacken-Schleifmittel. Es ist extrem grob und eignet sich daher perfekt für die Wartung und Reparatur von Autos und Industrieanlagen. Es entfernt auch Farbe und Walzzunder von Oberflächen, sowie Rost.

• Aluminiumoxid: Dieses Material ist so synthetisiert, dass es sowohl hart als auch wiederverwendbar ist. Es ist kantig, haltbar und kostengünstig, was es zu einer beliebten Wahl für Entgratungs- und Schleifarbeiten macht. Es kann Kanten abrunden und ist in einer Vielzahl von Größen erhältlich, was bedeutet, dass es eine hohe Anzahl von Partikeln pro Kubikzoll enthalten kann. Diese kleinere Korngröße eignet sich hervorragend zum Polieren und Glätten von Oberflächen.
• Siliziumkarbid: Siliziumkarbid ist das härteste heute für das Sandstrahlen verfügbare Medium. Weil es so hart ist, benötigt es weniger Zeit als vergleichbare Medien. Siliziumkarbid ist in verschiedenen Größen erhältlich, von grober Körnung bis hin zu feinem Pulver, das sich zum Polieren von Hartgestein wie Granit eignet. Dieses Schleifmittel eignet sich zum Schleifen von Glas, zum Entfernen von Walzzunder und für alle anderen Anwendungen, bei denen aggressive Schleifmittel erforderlich sind.
• Staurolith: Staurolith ist ein Schleifmittel, das aus metamorphem Gestein gewonnen wird. Es eignet sich zum Entfernen von dünneren Farbschichten, Walzzunder und Rost und ist auch ein beliebtes Strahlmittel zum Abtragen von Beschichtungen, die auf Stahl und mechanischen Komponenten geschwächt sind. DuPont Starblast-Schleifmittel werden aus dieser Substanz hergestellt. Staurolite erzeugt außerdem weniger Staub als andere Schleifmittel, so dass der Bediener bei der Arbeit besser sehen kann, was er tut.
• Kunststoffe: Kunststoffkorn hat eine breite Palette von Einsatzmöglichkeiten beim Sandstrahlen. Das liegt daran, dass Kunststoffe in ihrer Größe, Härte, Form und Dichte variabel sind und für unterschiedliche Anforderungen hergestellt werden können. Typischerweise werden Kunststoffstrahlmittel aus Polycarbonat, Polystyrol oder anderen ähnlichen Verbindungen hergestellt.

• Walnussschalen: Schwarze Walnussschalen eignen sich hervorragend als Schleifmittel. Da sie natürlich vorkommt und nicht so hart ist wie einige ihrer Gegenstücke aus Metall und Kunststoff, eignet sich Walnuss für empfindlichere Anwendungen wie Reinigen und Polieren. Es kann jedoch auch für aggressivere Anwendungen wie Trommelschleifen und Entgraten verwendet werden.
• Maiskolben: Ähnlich wie Walnussschalen können Maiskolben zermahlen werden und als weiteres Sandstrahlmittel dienen. Es ist sicher für empfindliche Bauteile und entfernt Schmutz, Fett, Wasser und Beschichtungen, während die darunter liegende Oberfläche weitgehend unbeschädigt bleibt. Es kann auch zum Polieren und Entgraten verwendet werden. Außerdem ist es zersetzungsbeständig und daher wiederverwendbar.
• Sand: Wir erwähnen Sand, weil man gemeinhin annimmt, dass er ein Hauptbestandteil des Sandstrahlens ist. Tatsächlich wird er heutzutage immer seltener verwendet. Das liegt vor allem an seinem Siliziumdioxidgehalt, der beim Einatmen zu schweren Erkrankungen der Atemwege führen kann. Außerdem speichert Sand Feuchtigkeit und überträgt sie auf die Sandstrahlgeräte, was zu einer vorzeitigen Alterung führt.

Wie man das richtige Sandstrahlmittel auswählt

Die folgenden allgemeinen Best Practices für das Sandstrahlen beschreiben, wie man das richtige Medium für die gewünschten Ergebnisse auswählt:

1. Im Zweifelsfall ist „sanft“ am besten: Sie können jederzeit ein härteres Strahlmittel hinzufügen, aber es ist wesentlich mehr Arbeit, die Arbeit eines zu harten Strahlmittels rückgängig zu machen. Besonders wenn Sie etwas Weiches wie Holz strahlen, ist es eine gute Idee, mit Maiskolben oder Walnussschalen zu beginnen. Sie beschädigen das darunter liegende Substrat nicht.
2. Glas ist glänzend, aber es glänzt auch Oberflächen: Wenn Sie einen polierten Look brauchen, sind Glasperlen ein guter Anfang. Sie sind ein fantastischer Finisher und lassen Oberflächen glatt und glänzend aussehen. Als wiederverwendbares Schleifmittel sind sie außerdem sehr kostensparend.
3. Aluminiumoxid entfernt Farbe: Müssen Sie die Farbe von einem Gegenstand abtragen? Mit seiner harten, kantigen Struktur und seiner Wiederverwendbarkeit ist Aluminiumoxid das richtige Schleifmittel für diese Aufgabe.
4. Wenn Sie Farbe von Glasfasern entfernen müssen, wählen Sie Kunststoff: Kunststoff eignet sich hervorragend für Anwendungen, bei denen Glasfasern gereinigt werden müssen. Kunststoff ist viel weicher als Metall und entfernt Farbe, ohne die darunter liegende Glasfaser zu beschädigen.
5. Für schnelles und aggressives Ätzen verwenden Sie Siliziumkarbid: Siliziumkarbid ist das härteste auf dem Markt erhältliche Schleifmittel. Es ätzt schnell und entfernt unerwünschten Rost und Farbe.
6. Stahl gibt es in runden und eckigen Formen: Wenn Sie Farbe von Stahloberflächen entfernen wollen, sollten Sie die richtige Art von Stahlstrahlmittel wählen. Rundes Stahlkorn eignet sich besser zum Strahlen und Polieren, während kantiges Stahlkorn besser zum Entfernen von Farbe geeignet ist.

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