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Kugelstrahlen

Beim Kugelstrahlen wird zugleich vom Kugelstrahlverfestigen gesprochen. Es handelt sich auf der Grundlage der DIN 8200 um ein Anwendungsgebiet des Strahlens. In den Bereichen des Reinigungs- und Umformstrahlens, dem Strahlspanen sowie dem Oberflächenveredelungsstrahlenverfahren wird auf eine Verwendung von Kugelstrahlen gesetzt. Das in diesem Fall eingesetzte kugelige Strahlmittel hat zur Entstehung des Namens geführt.

Das Verfahren Kugelstrahlen

Bei dieser Form der Oberflächenbehandlung zeichnen sich die Strahlgeräte durch Injektor-, Druckluft- oder Schleuderrad-Strahlanlagen aus. Zum Einsatz gelangen kleine Strahlmittelkörner, die gegen eine Oberfläche mit extrem hoher Geschwindigkeit geschleudert werden. Die Beschleunigung des Strahlmittels erfolgt zum einen durch den bis zu 10 bar hohen Druck. Gleichzeitig trägt die hohe Geschwindigkeit zur Beschleunigung vom Strahlmittel bei.

Dadurch erfolgt das Aufbringen in Form eines Aufprallens des Strahlgutes auf die zu bearbeitende Oberfläche. Es kommt gleichzeitig zum Einbringen von künstlichen Fehlern oder Fehlstellen ins Atomgitter.

Hervorgerufen wird dadurch eine Vergrößerung des Volumens und somit Eigenspannungen des Drucks. Zugleich bedeutet dies: Die Kugelstrahlung erfolgt auf der Zugseite von einem Werkstück. Dadurch soll es zur Erzeugung von Druckeigenspannungen kommen. Diese wirken wiederum den Zugspannungen entgegen.

Rund um die Druckeigenspannungen

Diesem Aspekt kommt eine hohe Bedeutung zu. Schließlich soll es durch die Druckeigenspannungen zur Steigerung der Dauerfestigkeit kommen. Diese Form der Spannung innerhalb einer Schicht zeichnet sich dadurch aus, dass Risse nicht entstehen.

Während sich die Oberfläche vergrößert, wird gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit gesteigert. Deutlich wird dies in Fällen wie dem Verkleben der Bauteile. Daher liegen zwei Gründe vor, die zur Bekanntheit dieser Form vom Kugelstrahlen beigetragen haben.

Wichtige Details

Seit geraumer Zeit gelangt das Kugelstrahlverfestigen in der Luftfahrtindustrie zum Einsatz. Im Mittelpunkt steht die Nutzung für Komponenten der Triebwerke. Doch der Einsatz in anderen Branchen wächst, wie allein beim Getriebe- oder Motorenbau deutlich wird.

Entscheidend ist vor allem eine sichere Prozessführung, wenn es um das Kugelstrahlen geht. Dann bleiben im Hinblick auf reproduzierbare Qualitäten und Druckeigenspannungen positive Eigenschaften erhalten.

Nachteiliges der Kugelstrahlen

Kommt es zu einer falschen Prozessführung beim Kugelstrahlen ruft dies eine Schwächung von Bauteilen hervor. Anlass dafür sind ein zu geringer Abstand vom Strahlgut oder ein zu hoher Druck. Dies kann wiederum zu einer Biegewechselfestigkeit oder einer verringerten Dauerfestigkeit führen.

Diese Effekte gilt es jedoch seit der Entwicklung im Jahr 1935 zu vermeiden. Daher wird auf unterschiedliche Prüfmechanismen gesetzt, zu denen die Deckungsgradkontrolle oder die Almenintensität gehören. Solange es zur fachgerechten Anwendung dieser Verfahren im Rahmen vom Kugelstrahlen kommt, bewähren sich diese.