Das Entfernen von Beschichtungen und Lackierungen sowie das Reinigen von Bauteilen und Anlagenkomponenten kann durch den Einsatz von Strahlverfahren erfolgen. Dafür stehen verschiedene Strahlsysteme zur Verfügung, die sich in der Art des Strahlmittels und des Beschleunigungsmediums unterscheiden. Die entstehenden Rückstände beim konventionellen Reinigungsstrahlen erweisen sich jedoch zunehmend als problematisch, da sie vor Verwendung der gestrahlten Körper entfernt und aus Umweltschutzgründen wiederaufbereitet oder als Sondermüll deponiert werden müssen. Derzeit wird versucht, neue Verfahren zu entwickeln, die sich als ökologisch und ökonomisch vorteilhafter erweisen.
Als Alternative bietet sich ein Verfahren an, welches in einem Druckluftstrom beschleunigte Trockeneispellets als Strahlmittel verwendet. Der Vorteil dieses Strahlverfahrens liegt darin, daß das Trockeneis schon bei Umgebungstemperatur sublimiert und in die Atmosphäre entweicht. Nach dem Strahlprozeß bleibt lediglich das abgetragene Beschichtungsmaterial übrig, welches als Abfall zu entsorgen ist. Eine weitere positive Eigenschaft ist, daß Kohlendioxid antistatisch und nicht leitend ist. Elektrische und hydraulische Anlagenkomponenten können deshalb direkt, d. h. ohne langwierige manuelle Aus- und Einbauarbeiten, bestrahlt werden. Das Verfahren ist insbesondere für die Automobil- sowie für die Luft und Raumfahrtindustrie interessant, da das Strahlmittel nicht korrosiv wirkt.
In dieser Arbeit wird, ausgehend von einer auf der DIN 8200 Strahlverfahren aufbauenden Begriffsbestimmung, der Stand der Technik des Trockeneisstrahlens dargestellt. Die Mechanismen des Werkstoffabtrages werden beschrieben. Im Zusammenhang mit Reinigungs- und Entlackungsprozessen durch das Trockeneisstrahlen werden Haftungsund Grenzphasenvorgänge sowie Adhäsionsmechanismen an beschichteten bzw. verunreinigten Oberflächen näher erläutert. Es werden Einstellparameter, Kenngrößen und Qualitätsmerkmale beschrieben.
Im Rahmen der experimentellen Untersuchung werden Bleche aus einer Aluminium-Knetlegierung unter Variation der Einstellparameter Massenstrom an Trockeneispellets, Arbeitsabstand, Vorschubgeschwindigkeit und Strahlauftreffwinkel durch Trockeneisstrahlen bearbeitet. Die Oberflächentopographie der bestrahlten Bleche wird unter Zuhilfenahme eines Meßlasers nach DIN EN ISO 8503 und 3274 untersucht. [...]
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Strahlverfahren
- 2.1 Allgemeines
- 2.2 Einordnung nach DIN
- 2.3 Definitionen
- 3 Trockeneisstrahlen
- 3.1 Allgemeines
- 3.2 Verfahrensbeschreibung
- 3.3 Anlagentechnik
- 3.4 Trockeneispellets
- 3.5 Anwendungsgebiete
- 4 Theoretische Grundlagen
- 4.1 Abtragmechanismen
- 4.2 Prozeẞparameter
- 4.2.1 Partikelgeschwindigkeit
- 4.2.2 Strahlauftreffwinkel
- 4.2.3 Werkstoffeinfluß
- 4.3 Abrasivmitteleigenschaften
- 4.4 Mechanismen des Werkstoffabtrages
- 4.5 Beschichtungen
- 4.6.1 Allgemeines
- 4.6 Adhäsionsmechanismen
- 4.6.2 Mechanische Adhäsion
- 4.6.3 Spezifische Adhäsion
- 4.7 Grenzphasen
- 4.7.1 Allgemeines
- 4.7.2 Ausgangszustand des Grundwerkstoffes
- 4.7.3 Haftflächen
- 4.7.4 Eigenschaften von Schicht und Substrat
- 4.8 Haften an realen Oberflächen
- 5 Versuchsbedingungen
- 5.1 Versuchsaufbau
- 5.2 Parameter
- 5.3 Versuchsdurchführung
- 5.4 Meßeinrichtungen
- 6 Technologische Untersuchungen
- 6.1.1 Einfluß der Vorschubgeschwindigkeit
- 6.1.2 Einfluß des Arbeitsabstandes
- 6.1.3 Einfluß des Strahlauftreffwinkels
- 6.1.4 Einfluß des Massenstromes
- 6.1.5 Rauheitsprofil
- 7 Zusammenfassung
- 8 Literatur
- 9 Anhang
- 9.1 Technische Daten
- 9.2 Meßwerte
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Analyse des Abtragverhaltens und der Oberflächenentstehung beim Trockeneisstrahlen von Aluminiumknetlegierungen. Die Arbeit zielt darauf ab, ein tieferes Verständnis der relevanten Prozeßparameter und deren Einfluss auf die Oberflächenqualität und die Effizienz des Abtragprozesses zu erlangen.
- Abtragmechanismen beim Trockeneisstrahlen
- Einfluß von Prozeßparametern auf die Oberflächenqualität
- Analyse der Oberflächenrauheit und des Abtragverhaltens
- Theoretische Modellierung des Adhäsionsverhaltens
- Experimentelle Untersuchungen des Trockeneisstrahlprozesses
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel der Arbeit bietet eine Einführung in das Thema und beschreibt die Relevanz des Trockeneisstrahlens. Das zweite Kapitel befasst sich mit Strahlverfahren im Allgemeinen, wobei die Einordnung nach DIN sowie Definitionen von wichtigen Begriffen erläutert werden. Das dritte Kapitel fokussiert auf das Trockeneisstrahlen selbst, wobei die Funktionsweise, die Anlagentechnik, die Eigenschaften von Trockeneispellets und die Anwendungsgebiete des Verfahrens im Detail behandelt werden. Das vierte Kapitel widmet sich den theoretischen Grundlagen des Abtrags und der Adhäsion. Hier werden Abtragmechanismen, relevante Prozeßparameter und die Eigenschaften von Abrasivstoffen sowie die Mechanismen des Werkstoffabtrages ausführlich erläutert. Abschließend werden Adhäsionsmechanismen und Grenzphasen diskutiert.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter der Diplomarbeit sind Trockeneisstrahlen, Aluminiumknetlegierungen, Abtragverhalten, Oberflächenentstehung, Prozeßparameter, Oberflächenrauheit, Adhäsion, Grenzphasen und experimentelle Untersuchungen.
- Quote paper
- Carsten Beth (Author), 1999, Analyse des Abtragverhaltens und der Oberflächenentstehung beim Trockeneisstrahlen von Aluminiumknetlegierungen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/11776
