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Sandstrahlen - Die Technik


Ein Sandstrahlgebläse ist ein technisches Gerät, mit dem durch Druckluft oder ein Schleuderrad ein Strahlmittel (oft noch tatsächlich Sand, aber heute meistens andere Materialien wie Hochofenschlacke, Glasgranulat, Korund, Stahl, Kunststoffgranulat, Nussschalen, Soda, Eiskristalle) auf Gegenstände geblasen wird bzw. geschleudert werden, um sie von Rost, Farbe, Grat oder ähnlichem zu befreien oder sie aufzurauen.

Anwendung des Gerätes nennt man auch Sandstrahlen.

Alle oben genannten Strahlmittel werden trocken ausgebracht. Da viele Strahlmittel hygroskopisch sind, also Feuchtigkeit auch aus der Luft aufnehmen, wird bei Sandstrahlgebläsen und Sandstrahlkesseln trockene Luft benötigt. Die von einem Kompressor bereitgestellte Druckluft kann nur zum Sandstrahlen verwendet werden, wenn sie zuvor gekühlt und getrocknet wurde.

Eine Alternative zum Sandstrahlen mit trockenen Strahlmitteln ist das so genannte Schlämmstrahlen. Beim Schlämmstrahlen wird das Strahlmittel soweit mit Wasser angereichert, wie das Strahlmittel Wasser aufnehmen kann. Vergleichbar, einer Welle am Strand, die nach dem Zurückfließen lediglich nassen Sand zurücklässt, jedoch keinen Wasserüberschuss.

Im Gegensatz zu Strahlgebläsen für trockene Strahlmittel erfordert das Schlämmstrahlen mit feuchten bzw. durchnässten Strahlmitteln eine weitaus geringere Staubbelastung für das Strahlpersonal wie auch für die Umwelt. Ein weiterer Vorteil beim Schlämmstrahlen gegenüber dem Trockenstrahlen ist die Widerverwendbarkeit des Strahlmittels. Allerdings ist das Schlämmstrahlen nicht für jeden Einsatzzweck geeignet.

1994 wurde erstmals durch den Erfinder Hubert Busch aus dem rheinischen Langenfeld ein Strahlsystem nach diesem Verfahren zum Patent angemeldet und wenige Monate später vom Deutschen Patentamt zum Patent erklärt.

Sandstrahltechnik wird sogar in der künstlerischen Gestaltung eingesetzt. Zum Beispiel beim Sandstrahlen von Glas- oder Plexiglasoberflächen, Marmor, Granit etc. - der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt. Durch spezielle "strahlfeste Abdeckfolien" können z. B. mit diesem Verfahren Bilder, Ornamente oder großflächige Mattierungen auf sonst hochempfindlichen Materialien wie z. B. Glasscheiben aufgebracht werden.

Oberflächenveredelung

Die Oberflächenveredelung geschieht unter hohem Druck durch Bestrahlung des Werkstücks mit Glasperlen oder Sand. Oft wird dafür auch Korund (ein Aluminumoxid) oder ein Kunststoffgranulat verwendet. Korund ist eines der härtesten unter den Mineralen.

Gestrahlt werden kann in Hallen oder in Kabinen, so dass kein Strahlmittel verloren geht. Durch das Strahlen werden alte Lackreste, Rost, Grat oder sonstige Rückstande abgelöst und die Oberfläche somit veredelt. Gerne wird dieses Verfahren deshalb auch bei der Reinigung von Oberflächen und Maschinenteile eingesetzt.

Auch vor dem Beschichten mit neuen Materialien sollten Werkstücke optimalerweise vorab gestrahlt werden, um so eine optimale Grundlage für neue Beschichtungen zu bilden. Somit wird auch die Haltbarkeit des Werkstücks heraufgesetzt.

Geschichte des Sandstrahlens - uralt - zeitlos jung

Das Sandstrahlgebläse wurde 1870 vom US-Amerikaner Benjamin C. Tilghman erfunden und basiert auf der Grundlage der Strahlapparate. Die ersten Anwendungen waren matte Figuren, die auf glänzenden Grund aufgetragen wurden.

Im selben Jahr gab es bereits die ersten Patentanmeldungen auf dem Gebiet der Oberflächentechnik, speziell im Sandstrahlerhandwerk.

Schnell wurde erkannt wie vielseitig Sandstrahlen eingesetzt werden kann, um Oberflächen mechanisch zu bearbeiten und damit definierte Oberflächen zu erzeugen.

Lange Zeit wurde mit Quarzsand als Strahlmittel gearbeitet bis die ersten Gesundheitsschäden bei den Angestellten auftraten (Silikose). 1925 wurde schließlich für Quarzsand als Strahlmittel ein Verbot verhängt. Neue Strahlmittel mussten erfunden werden - Strahlmittel = Granulate, sprich kleinste Körnchen fester Materialien, die als Strahlmittel verwendbar sind.

Gerade dieser Ansporn neue und nicht silikogene Strahlmittel zu schaffen, war die Grundlage für die Strahltechnik, wie wir sie heute kennen und nutzen.

Weit über 200 verschiedene Strahlmittel aus den Bereichen metallischer, keramischer, organischer (z.B. Fruchtkerne oder Nussschalen) und keramischer Strahlmittel, dazu Kunststoffe und Sägespäne (dem Erfindergeist sind keine Grenzen gesetzt) gibt es bis heute - und es werden fast täglich mehr.

Selbstverständlich wird heutzutage alles in DIN-Normen verankert: Form, Größe, Härte, Grundstoff, Dichte, Gewicht, Beschaffenheit, alles exakt normiert, so dass jeder Anwendungsfall reproduzierbar ist.

Die Kunst der Strahltechnik liegt natürlich darin, zum einen exakt definierte Oberflächen zu schaffen, auf ständig wechselnden Untergründen und Werkstoffen, aber dabei gleichzeitig die zerstörerische Kraft des Sandstrahlens nicht die Oberhand gewinnen zu lassen - dazu benötigt man jahrelange Erfahrung.

Stahlkonstruktionen sind ein gutes Beispiel für "nicht homogene Oberflächen. Diese sind geschweißt, geschraubt, genietet, gelötet oder gepresst. Schauen Sie sich diese Teile mal genau an - sind die Oberflächen auf jedem mm² gleich?

Natürlich nicht, sie sind bedeckt mit Zunderanhaftungen, sind geschliffen, geschweißt oder einfach nur geglüht, vielleicht sind sie sogar rostig oder mit Farbresten bedeckt. Wie sieht die Gesamtoberfläche aus? Ist sie in ihrer Eigenschaft überall gleich?

Nein, fast jeder mm² dieser unbehandelten Oberfläche hat eigene Eigenschaften. Hier greift die Strahltechnik. Ob elektrische Leitfähigkeit, optisch homogene Flächen oder für nachfolgende Wertschöpfende Arbeiten, wie Lackieren, Pulverbeschichten, Galvanisieren, Vulkanisieren, Kleben, Löten, Metallspritzen usw. Strahltechnik bildet die Grundlage homogener normgerechter Oberflächen.