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Glasperlenstrahlen

Das Glasperlenstrahlverfahren, auch Kugelstrahlenverfestigen oder Verfestigungsstrahlen genannt, ist ein Strahlverfahren nach DIN 8200, das genutzt wird, um die Oberfläche zu veredeln, Strahlspanen durchzuführen, zu reinigen oder umzuformen. Der Name entsteht aus dem Einsatzmittel, einem kugeligen Strahlmittel, die Glasperlen. Materialien, bei denen das Glasperlenverfahren eingesetzt wird, sind vor allem Edelstahl und Aluminium, obwohl es auch bei der Bearbeitung der meisten anderen Materialien eingesetzt werden kann.

Werkstücke und Motorteile werden veredelt. Es werden aber auch Verfestigungen erreicht und eine weitere Aufgabe ist das Reinigen.

Vorgehensweise beim Glasperlenstrahlen

Die Behandlung erfolgt durch den Einsatz von Strahlanlagen, die kleine Strahlmittel unter Einsatz großer Geschwindigkeiten auf die zu behandelnde Oberfläche werfen. Das geschieht mittels Druckluft, Schleuderradanlagen oder Injektorstrahlanlagen.

Die hohe Geschwindigkeit zusammen mit dem starken Luftdruck von bis zu 10 bar in der Leitung beschleunigt die Glasperlen und lässt sie auf die Oberfläche des Werkstücks prallen. Das Ergebnis ist die Bearbeitung des Werkstücks gemäß dem Einsatzziel.

Die Veredelung der Oberfläche

Eines der Hauptanwendungsgebiete des Glasperlenstrahlen ist der Einsatz beim dekorativen Strahlen. Die Glasperlen erzeugen kalottenartige Einschläge, wenn sie auf die Metalloberfläche aufprallen. Jeder Einzelne Einschlag wirkt wie ein Hohlspiegel. Die Einschläge verformen dabei die Oberfläche plastisch. Das Ergebnis des Einsatzes der Glasperlenstrahlen ist eine metallisch schöne homogene Oberfläche mit silbrig diffusem Glanz.

Diese Eigenschaften reduzieren Reflektionen und werden gebraucht um Blendwirkungen zu verringern. Das geschieht zum Beispiel bei Edelstahl-Kaminhauben, die sich drehen.
Im weiteren Wirken auch die Druckeigenspannungen auf die Form der Bauteile .

Einsatz von Glasperlenstrahlen zur Verfestigung

Der Einsatz von Glasperlenstrahlen erlaubt verschiedene Ziele zu erreichen. Dazu gehört auch die Verfestigung, die ermöglicht wird durch gezielten Beschuss, wobei es gelingt die Glasperlen wie kleine Schmiedehämmer wirken zu lassen, die begrenzte Verformungen in der Randschicht des Werkstücks durchführen.

In der bearbeiteten Zone entstehen Druckeigenspannungen, die zu einer Entlastung der externen Zugspannungen führen sollen. Die Druckeigenspannungen entstehen, weil die abgestrahlten Glasperlen Fehlstellungen im Atomgitter hervorrufen. Das führt dann zu einer Volumenvergrößerung.

Gesteigert wird die Dauerschwingungsfestigung und die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und die Schwingungsrisskorrosion. Das verhindert die Entstehung und Weiterentwicklung von Rissen. Am stärksten kann die Schwingfestigkeit bei Bauteilen mit hohen Kerb- und Formfaktoren, bei hohen Torsions- oder Biegespannungen, bei Stoßbelastungen und bei hochfesten und gehärteten Bauteilen wirken.

Das Glasperlenstrahlen steigert die Dauerfestigkeit des Werkstücks.

Reinigen und andere Einsatzgebiete.

Das Reinigen erfolgt durch die Verwendung von Glasperlen in verschiedenen Größen. Die Glasperlen zeichnen sich durch scharfe Kanten aus, die den Reinigungsvorgang ermöglichen. Das Verfahren ist schonend für das Oberflächenmaterial. Es handelt sich um ein abrasives Verfahren.

Eingesetzt wird das Glasperlenstrahlen auch im Prozess des Verdichtens, beim Strippen, beim Strukturieren, beim Aufrauen, beim Mattieren, beim Glätten, beim Entgraten, Abtragen und beim Trennen. Auch zum Gravieren werden Glasperlen eingesetzt, wie auch zum Umformen im elastischen Bereich von Bauteilen mit dünnen Wänden.