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Perlenstrahlen 101: Alles, was Sie über das Perlenstrahl-Finish wissen müssen

HITOP / Der Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/de/perlenstrahlen-101/" title="Perlenstrahlen 101: Alles, was Sie über das Perlenstrahl-Finish wissen müssen">Perlenstrahlen 101: Alles, was Sie über das Perlenstrahl-Finish wissen müssen

Das Perlenstrahlen ist eine Restaurierungstechnik, um ein Finish für Oberflächen und Metall. Es ist nicht so kompliziert, wie es klingt. Der Prozess ist an sich ziemlich unkompliziert und wird branchenübergreifend eingesetzt.

Im Grunde werden dabei Glasperlen mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf eine Oberfläche geschossen, um sie zu reinigen oder ihr ein Finish zu verleihen. Obwohl diese Methode als Restaurationsmethode beliebt ist, wird sie oft missverstanden. Sie ist keine Komplettlösung für alle Arten von Oberflächenbehandlungen, sondern Teil eines umfassenderen Prozesses.

In diesem Handbuch werden verschiedene Aspekte des Kugelstrahlens und seine Entwicklung im Zuge der Weiterentwicklung der Technologien untersucht. Heute ist es ein beliebtes und vielseitiges Werkzeug in modernen Fertigungs- und Restaurierungsvorgängen.

Was ist Perlenstrahlen?

Was ist Perlenstrahlen

Beim Perlenstrahlen handelt es sich um ein Verfahren zum Reinigen, Polieren oder Veredeln von Oberflächen mit winzigen Perlen. Es wird häufig in Branchen wie Automobilindustrie, Medizin, Luft- und Raumfahrtund im Marinebereich zum Entfernen von Rost, Farbe und Korrosion von Metalloberflächen. Es erzeugt eine gleichmäßige, matte Oberfläche, ohne das darunterliegende Material zu beschädigen. Durch Perlenstrahlen kann eine Oberfläche auf eine Rauheit von Ra 0,8 Mikrometer poliert werden, wodurch eine optimale Haftung von Beschichtungen gewährleistet wird. Es sorgt nicht nur für ein schöneres Aussehen, sondern verbessert auch die funktionellen Eigenschaften des Materials und sorgt für eine längere Lebensdauer. Dafür wird es verwendet:

  • Polieren: Verleiht der Oberfläche ein poliertes Aussehen. Meistens bleibt ein schönes mattes Finish auf der Oberfläche zurück.
  • Reinigung: Entfernen Sie Schmutz, Rost oder andere Verunreinigungen schonend, ohne das Material zu beschädigen
  • Oberflächenvorbereitung: Vorbehandlung der Oberflächen vor dem Eloxieren oder Lackieren
  • Entgraten: Entfernen von Schmutz und Graten von Oberflächen

Arten von Perlenstrahlmitteln

Es gibt verschiedene Arten von Perlen aus verschiedene Materialien die als Antriebsmedien verwendet werden können. Sehen wir uns einige beliebte Arten an:

  1. Glasperlen: Dies sind kleine, runde Perlen aus Kalknatronglas. Sie sind ziemlich hart und reinigen, polieren oder veredeln Oberflächen effizient, wenn sie durch die Strahlpistole geschleudert werden, ohne die Objekte zu beschädigen.
  1. Keramikperlen: Solche Perlen werden aus Zirkonoxid hergestellt. Sie sind robuster und langlebiger als Glasperlen. Aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit werden sie bevorzugt, wenn eine aggressivere Reinigung erforderlich ist. Auch die Oberfläche ist glatter.
  1. Stahlperlen: Dabei handelt es sich um kleine, kugelförmige Stahlkugeln. Sie werden für die gründliche Reinigung verwendet und sind sehr wirksam, sogar gegen Rost oder Verkrustungen.

Wie wählt man das richtige Strahlmittel zum Perlenstrahlen aus?

Die Auswahl der oben genannten Perlen ist eine wichtige Entscheidung, die das Endergebnis beeinflusst. Sie hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie dem Material des zu strahlenden Objekts, dem erwarteten Endergebnis und den besonderen Anforderungen des Projekts.

Vergleichen wir die Faktoren, die mit den verschiedenen verwendeten Perlenarten verbunden sind:

FaktorenGlasKeramikStahl
Härte des ZielmaterialsGeeignet für weichere Materialien wie Aluminium Und KunststoffeMittelharte WerkstoffeHarte Materialien wie Stahl und Eisen
Gewünschtes FinishVerleiht ein glattes, satinartiges FinishStrukturierteres Finish, am besten für die BeschichtungsvorbereitungAggressive Textur, gut für die gründliche Reinigung
PerlengrößeErhältlich in verschiedenen Größen, kleinere Perlen ergeben feinere OberflächenVerschiedene Größen erhältlichGrößer und robuster
UmweltbelastungRecycelbar und weniger gefährlichIm Allgemeinen sicher, schwieriger zu recyceln als GlasEs kann wiederverwendet werden, erfordert jedoch eine sorgfältige Handhabung und Entsorgung

Wie funktioniert das Perlenstrahlen – Der Prozess

Perlenstrahlarbeiten - Der Ablauf

Unabhängig von der Art des gewählten Substrats (Stahl, Aluminium, Kunststoff und Holz) bringt das Kugelstrahlen die Grundfarbe zum Vorschein. Bei korrekter Befolgung des Verfahrens können die Verunreinigungen mit einer Effizienz von 98,5% entfernt werden.

  1. Auswahl des Strahlmittels

Beginnen Sie mit der Auswahl des geeigneten Mediums. Die Wahl hängt vom Material des Zielobjekts und der gewünschten Oberfläche ab. Wie oben erläutert, sind Glas-, Keramik- und Stahlperlen gängige Medien, die jeweils einzigartige Eigenschaften und Anwendungen haben.

  1. Vorbereiten des Objekts

Das zu strahlende Werkstück wird durch Abbürsten von losem Schmutz, Öl/Fett oder vorhandenen Farbflocken vorbereitet. Anschließend wird es in die Strahlkammer oder -kabine gelegt, damit der Prozess beginnen kann.

  1. Strahlverfahren

Nun werden die Perlen mithilfe von Druckluft oder einem mechanischen Schleuderrad auf die Oberfläche des Objekts geschleudert. Dieser Vortrieb erfolgt kontrolliert und gleichmäßig, sodass die Perlen mit ausreichender Kraft auf die Oberfläche treffen, um den gewünschten Effekt zu erzielen, ohne das Material zu beschädigen.

Wenn die Perlen auf die Oberfläche treffen, schleifen sie die oberste Schicht sanft ab. Dadurch können vorhandene Beschichtungen, Rost oder andere Oberflächenfehler entfernt werden und es bleibt eine gleichmäßige, strukturierte Oberfläche zurück.

  1. Reinigungs- und Veredelungsmechanismus

Im Hintergrund wird tatsächlich kinetische Energie durch die Perlen beim Aufprall übertragen. Diese Energie löst Oberflächenverunreinigungen heraus und glättet Unregelmäßigkeiten.

Im Gegensatz zu aggressiveren Strahlverfahren ist das Perlenstrahlen schonender und verursacht weniger Verformungen oder andere Schäden am Objekt. Daher eignet es sich für empfindliche oder Präzisionsteile.

  1. Nachbehandlung

Nach dem Strahlen wird das Werkstück aus der Kammer entfernt. Eventuelle Perlenreste und Rückstände werden entfernt. Anschließend wird das polierte Objekt überprüft, um sicherzustellen, dass die Oberfläche den erforderlichen Spezifikationen entspricht. Bei Bedarf können zusätzliche Behandlungen, wie z. B. Lackieren oder Beschichten, auf die frisch bearbeitete Oberfläche aufgetragen werden.

Werkzeuge für ein Perlenstrahl-Finish

Es sind spezielle Werkzeuge und Geräte erforderlich, mit denen die Arbeit präzise erledigt werden kann. Hier sind die Werkzeuge, die für den Prozess benötigt werden:

Perlenstrahlkabinette

Es handelt sich um ein abgedichtetes Gehäuse, das Strahlmittel und Staub enthält. In der Industrie werden hauptsächlich zwei Arten von Gehäusen verwendet: 

  • Absaugsysteme: Ideal für leichte bis mittlere Arbeiten; verwendet eine Pistole mit zwei Schläuchen, einen für Luft und einen für das Medium.
  • Drucksysteme: Diese sind leistungsstärker und für anspruchsvolle Aufgaben geeignet; sie verwenden einen Drucktank zum Strahlmittel.
Perlenstrahlkabinette

Strahlpistole

Es handelt sich um das Gerät, durch das das Strahlmittel auf die Oberfläche geleitet wird. Diese Pistolen sind mit verschiedenen Düsenausführungen und Konfigurationen erhältlich, um verschiedenen Strahlanforderungen gerecht zu werden. 

Luftkompressor

Er sorgt für den nötigen Luftdruck, um das Medium anzutreiben. Der Kompressor muss über ausreichende Kapazität und Druck verfügen, um einen gleichmäßigen Durchfluss zu gewährleisten.

Perlenstrahlmittel

Wie oben erläutert, kann man beim Strahlmittel zwischen Glas-, Keramik- oder Stahlperlen wählen. Größe und Art der Perlen haben einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Oberfläche. 

Staubfänger

Ein Staubsammler ist für die Einrichtung des Geräts genauso wichtig wie jede andere Komponente. Seine Aufgabe besteht darin, Staub und verbrauchtes Strahlmittel aus der Strahlkabine zu entfernen. Er sorgt für klare Sicht und verringert das Kontaminationsrisiko. Dadurch wird eine saubere Arbeitsumgebung gewährleistet und die Gesundheit des Bedieners geschützt.

Sicherheitsausrüstung

Zu guter Letzt kommt die Sicherheitsausrüstung. Sie ist unverzichtbar, da der gesamte Prozess mit erheblichen Gefahren verbunden ist. Zur Sicherheitsausrüstung gehören Atemschutzgeräte oder Masken (die das Einatmen von schädlichem Staub verhindern), Schutzbrillen, Handschuhe und in einigen Fällen Ganzkörperanzüge (normalerweise bei Strahlkammern), um vor den Auswirkungen des Strahlmittels zu schützen, das sich mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt.

Vorteile des Perlenstrahlens

  • Schonend zu Oberflächen: Im Vergleich zum Sandstrahlen ist es weniger aggressiv und verursacht bei der Anwendung auf den empfohlenen Objekten keine Verformungen oder Schäden.
  • Glatte Oberfläche: Es sorgt für ein gleichmäßiges, glattes Finish, das ästhetisch ansprechend ist.
  • Umweltfreundlich: Die verwendeten Perlenarten, beispielsweise aus Stahl, Glas oder Keramik, sind recycelbar und ungiftig für die Umwelt.
  • Vielseitig: Es kann auf einer Vielzahl von Materialien verwendet werden, darunter Metalle, Kunststoffe und in einigen Fällen sogar Stein.

Einschränkungen des Bead Blast Finish

Was einige Vorteile bietet, kann in manchen Fällen auch Nachteile mit sich bringen. Das Verständnis dieser Einschränkungen ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Veredelungsprozesses für eine bestimmte Anwendung.

Materialverträglichkeit

Bestimmte Materialien können durch den Aufprall der Perlen beschädigt werden, insbesondere weichere oder sprödere Materialien. Dünne oder empfindliche Materialien können sich durch den Aufprall der Perlen verformen. Um Schäden zu vermeiden, ist eine sorgfältige Kontrolle des Strahldrucks und des Medientyps erforderlich.

Begrenzte Aggressivität

Allerdings kann es durch seine Kraft einige Materialien beschädigen, aber in manchen Fällen ist es immer noch nicht leistungsstark genug, insbesondere im Vergleich zu anderen Strahlmethoden wie Sandstrahlen. Daher ist seine Fähigkeit, dicke Schichten von Rost, Zunder oder alte Beschichtungen zu entfernen, begrenzt. 

Oberflächenkontamination

Es besteht die Gefahr einer Materialverunreinigung, wenn die Perlen während des Prozesses zerbrechen. Metallperlen können eisenhaltige Rückstände auf Nichteisenteilen hinterlassen, was zu Korrosion führt.

Anwendungsbereiche des Bead Blast Finish

Das Perlenstrahlen wird aufgrund seiner Vielseitigkeit in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Einige gängige Anwendungen sind:

  1. Automobile: Normalerweise werden die Oberflächen vor dem Lackieren oder Beschichten mit Kugelstrahlen gereinigt, und über 80% der Fachleute für die Restaurierung von Autos verlassen sich darauf. Es sorgt für eine bessere Haftung und ein glatteres Finish. Es kann auch zur allgemeinen Reinigung und Wiederherstellung verwendet werden die Autoteile ohne sie zu beschädigen.
  2. Metallbearbeitung und Fertigung: Das Kugelstrahlen wird zum Entfernen von Graten und Glätten von Kanten von Metallteilen nach der Bearbeitung verwendet. Es verleiht dem Endprodukt eine schöne, glatte Oberfläche, die sowohl ästhetisch ansprechend als auch funktional ist. 
  3. Medizinindustrie: Medizinische Instrumente werden durch Kugelstrahlen gereinigt und vorbereitet, um sie von jeglichen Verunreinigungen zu befreien und ihnen eine glatte Oberfläche zu verleihen, die Bakterienwachstum verhindert.
  4. Schmuck und Kunst: Wird verwendet, um Schmuckstücken eine matte oder satinierte Oberfläche zu verleihen. Ein stärkeres Perlenstrahlen wird verwendet, um Metallkunststücken Textur zu verleihen und so einen optischen Effekt zu erzielen.

Expertentipps für das beste Perlenstrahl-Finish

  1. Bereiten Sie das Werkstück für das Strahlen vor: Prüfen Sie, ob bereits vorhandene Defekte vorhanden sind, die durch das Strahlen noch verstärkt werden könnten. Sichern Sie die Vorrichtungen des Werkstücks, um Bewegungen während des Strahlens zu vermeiden, die sonst zu ungleichmäßigen Oberflächen führen können. 
  1. Sicherheitsaspekte: Tragen Sie immer die entsprechende Schutzausrüstung, das heißt Schutzbrille, Handschuhe und Staub- oder Atemschutzmaske, und sorgen Sie für eine gute Belüftung des Bereichs, um das Einatmen von Staubpartikeln zu vermeiden. 
  1. Vermeiden Sie enge Oberflächenbeschriftungen: Seien Sie realistisch. Verstehen Sie, dass das Strahlen mit Kugeln nicht extrem präzise ist. Das Ziel ist ein gleichmäßiges Finish und nicht Präzisionstechnik. Am besten teilen Sie dem Techniker Ihr gewünschtes Ergebnis mit, damit Strahlstärke, Strahlmittel und Körnung entsprechend angepasst werden können.
  1. Maskierung für kritische Funktionen hinzufügen: Verwenden Sie immer eine geeignete Maskierung für die kritischen Bereiche des Werkstücks, an denen Sie Stöße vermeiden möchten. 
  1. Verwenden Sie niedrigen Druck: Die Verwendung eines niedrigeren Drucks kann Schäden am Werkstück verhindern und die Lebensdauer des Strahlmittels verlängern. Niedriger Druck ermöglicht mehr Kontrolle und ein gleichmäßigeres Finish, insbesondere bei empfindlichen oder komplizierten Oberflächen.

Sandstrahlen vs. Glasperlenstrahlen: Was ist der Unterschied?

Unterschied Sandstrahlen und Kugelstrahlen

Perlenstrahlen und Sandstrahlen sind beide beliebte Methoden zur Restaurierung. Beide sind im Grunde Strahltechniken, die zum Reinigen, Formen oder Veredeln von Oberflächen verwendet werden. Sie unterscheiden sich jedoch deutlich, hauptsächlich aufgrund der verwendeten Strahlmittel und ihrer Auswirkungen auf das zu behandelnde Material. Hier sind die Unterschiede:

  • Verschiedene Strahlmittel: Schon aus dem Namen geht hervor, dass bei beiden Verfahren unterschiedliche Strahlmittel verwendet werden. Beim Sandstrahlen werden Sandkörner als Strahlmittel verwendet. 
  • Sandstrahlen ist aggressiver für Metall: Sandstrahlen ist möglicherweise nicht für Materialien geeignet, die leicht beschädigt werden. Zum Beispiel weiche Metalle wie Aluminium, Kupfer, Messing, und einige Edelstahlsorten können sich unter Druck leicht verziehen.
  • Sandstrahlen ist schneller: Im Allgemeinen ist es schneller als das Kugelstrahlen. Dies liegt an der aggressiveren Natur der Sandpartikel, die Oberflächenmaterialien schnell abtragen können.
  • Sandstrahlen hat spezielle Anwendungen: Die Kraft des Sandstrahlens kann sogar die darunterliegenden Teile umformen. Aufgrund dieser Eigenschaft wird es dort eingesetzt, wo eine raue Oberfläche für eine Verklebung (Farbe oder Klebstoff) vorbereitet werden muss oder die Größe eines Objekts durch schnelles Abschaben reduziert werden soll. 

Einpacken

Das Perlenstrahlen bietet eine vielseitige Lösung zur Verbesserung der Qualität und des Aussehens von Metallteilen. Da die Abmessungen oder die Form des Objekts während des Prozesses nicht verändert werden, eignet es sich besonders für die Restaurierung oder das Polieren von Präzisionskomponenten. Indem Sie die im Artikel genannten bewährten Verfahren befolgen, können Sie sowohl die Effizienz des Prozesses als auch die Qualität der Oberfläche verbessern. Denken Sie schließlich daran, dass es nicht nur auf die Perlen ankommt, sondern auch darauf, wie Sie sie verwenden.

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