Automatisierung, Nachhaltigkeit und das Ziel einer effizienteren Produktion prägen die Oberflächentechnik im Jahr 2025. Als Prozessexperte kennt Ferro Ecoblast die wichtigsten Entwicklungen in diesem Bereich - ein Gastautor aus dem Unternehmen fasst sie hier zusammen.
Von Aljaz Molek
Die Oberflächenbehandlung ist ein integraler Bestandteil der modernen Fertigung. Sie stellt sicher, dass Werkstoffe und Bauteile höchsten Ansprüchen an Haltbarkeit, Leistung und Ästhetik genügen. Ob es nun darum geht, Oberflächen für die Weiterverarbeitung vorzubereiten, Materialien für den Langzeiteinsatz zu stärken oder Sauberkeit zu gewährleisten - die Technologien zur Oberflächenbehandlung entwickeln sich ständig weiter, um den wachsenden Anforderungen von Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Energie und Schwermaschinenbau gerecht zu werden.
Automatisches Robotersandstrahlen
Sandstrahlen ist seit langem ein Eckpfeiler der Oberflächenbehandlung und wird für diverse Prozesse verwendet – vom Entfernen von Rost und Beschichtungen bis hin zur Vorbereitung von Oberflächen zum Kleben oder Lackieren. Traditionell hängt dieses Verfahren stark von geschultem Personal ab, das sicherstellt, dass der richtige Druck, Winkel und die richtige Bewegung angewendet werden, um gleichmäßige Ergebnisse zu erzielen. Doch selbst die erfahrensten Mitarbeiter stehen vor der Herausforderung, die Gleichmäßigkeit bei großen Produktionsmengen aufrechtzuerhalten.
Robotersandstrahlsysteme, die mit hochentwickelten Sensoren und programmierbaren Einstellungen ausgestattet sind, stellen sicher, dass jedes Bauteil identisch behandelt wird, wodurch durch menschliche Fehler verursachte Abweichungen vermieden werden. Durch die Automatisierung dieses Prozesses wird auch die Exposition gegenüber gefährlichen Stoffen verringert, was die Sicherheit der Arbeiter erhöht und gleichzeitig die Produktionsgeschwindigkeit optimiert.
In Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, in denen Teile strengen Spezifikationen entsprechen müssen, wird das Robotersandstrahlen bereits eingesetzt, um einheitliche Oberflächenstrukturen und präzise Sauberkeitsstandards zu erreichen. In der Automobilindustrie verbessern Robotersysteme die Vorbereitung von Karosserieteilen und sorgen für perfekte Lackhaftung und Korrosionsbeständigkeit. Es ist zu erwarten, dass sich der Trend zur Automatisierung weiter beschleunigen wird. KI-gesteuerte Sandstrahlsysteme können die Parameter in Echtzeit an die Materialeigenschaften und Oberflächenbedingungen anpassen.
Laserreinigung as nicht-abrasive Oberflächenbehandlung
Für Industriezweige, die eine Oberflächenvorbereitung ohne Materialverlust benötigen, wird die Laserreinigung immer mehr zur bevorzugten Technologie. Im Gegensatz zu Sandstrahl- oder chemischen Reinigungsverfahren, die auf abrasiven oder lösungsmittelbasierten Prozessen beruhen, wird bei der Laserreinigung konzentrierte Lichtenergie eingesetzt, um Verunreinigungen, Rost und Beschichtungen auf mikroskopischer Ebene zu entfernen. Das Ergebnis ist eine perfekt gereinigte Oberfläche, ohne das darunter liegende Material zu beschädigen. Besonders wertvoll ist die Laserreinigung in Branchen, in denen es auf maximale Präzision ankommt. Bei der Restaurierung historischer Artefakte beispielsweise können empfindliche Oberflächen gereinigt werden, ohne das Originalmaterial anzugreifen. In der Industrie ersetzt die Laserreinigung herkömmliche Entfettungs- und Entlackungsverfahren und bietet eine schnellere und umweltfreundlichere Alternative.
Da die Umweltvorschriften immer strenger werden, ist zu erwarten, dass immer mehr Industriezweige auf die abfallfreie Laserreinigung umsteigen werden. Herkömmliches Sandstrahlen erzeugt Staub und erfordert einen hohen Reinigungsaufwand, während bei chemischen Reinigungsverfahren Sondermüll entsteht, der speziell entsorgt werden muss. Die Laserreinigung hingegen hinterlässt keine Rückstände und ist damit eine der saubersten und nachhaltigsten Oberflächenbehandlungsmethoden, die es heute gibt. Mit den Fortschritten in der Faserlasertechnologie werden Laserreinigungssysteme immer effizienter und erschwinglicher. Es werden immer mehr tragbare und leistungsstarke Laserreinigungsgeräte entwickelt, die einen schnellen Einsatz in der Fertigung, Wartung und Reparatur ermöglichen.
Umweltfreundliche Verfahren
In der Industrie ist Nachhaltigkeit längst keine Option mehr. Da Unternehmen zunehmend unter Druck stehen, ihren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern, entwickeln sich Oberflächenbehandlungstechnologien weiter, um Abfall, Energieverbrauch und Umweltverschmutzung zu minimieren. Herkömmliche Methoden wie chemische Entlackung und übermäßiges Strahlen werden zugunsten sauberer und nachhaltiger Alternativen aufgegeben. Einer der größten Fortschritte in der nachhaltigen Oberflächenbehandlung ist das Recycling von Strahlmitteln. Ferro Ecoblast ist unter anderem spezialisiert auf die Entwicklung von Systemen, die die Wiederverwendung von Strahlmitteln ermöglichen, um Abfall und Rohstoffkosten erheblich zu reduzieren. Anstatt verbrauchte Strahlmittel nach einmaligem Gebrauch zu entsorgen, werden sie durch moderne Recyclingtechnologien gereinigt und wieder aufbereitet, so dass sie für mehrere Strahlzyklen eingesetzt werden können.
Ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Nachhaltigkeit ist die Entwicklung von staubfreien Strahl- und Oberflächenbehandlungssystemen mit geschlossenem Kreislauf. Diese Technologien fangen die in der Luft schwebenden Partikel ein und filtern die Verunreinigungen heraus, was für eine sauberere Arbeitsumgebung sorgt und gleichzeitig die Emissionen in die Atmosphäre reduziert. Strahlmittel auf Wasserbasis und biologisch abbaubare Strahlmittel sind ebenfalls auf dem Vormarsch. Diese Alternativen ersetzen synthetische Strahlmittel durch natürliche Materialien, die sich zersetzen, ohne der Umwelt zu schaden. Mit der Verschärfung der Nachhaltigkeitsvorschriften werden diese Lösungen für Unternehmen, die die Vorschriften einhalten und gleichzeitig eine leistungsfähige Oberflächenbehandlung beibehalten wollen, unverzichtbar.
Kugelstrahlen für eine längere Lebensdauer
Während sich viele Oberflächenbehandlungsverfahren auf die Reinigung oder Vorbereitung konzentrieren, ist das Kugelstrahlen einzigartig in seiner Fähigkeit, die mechanischen Eigenschaften von Metallkomponenten zu verbessern. Kugelstrahlen, das in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und im Schwermaschinenbau weit verbreitet ist, verfestigt Werkstoffe durch die Erzeugung positiver Druckspannungen an ihrer Oberfläche. Dadurch wird der Widerstand gegen Ermüdung, Rissbildung und Verschleiß erheblich verbessert.
Moderne Strahlanlagen werden immer ausgefeilter und verfügen über digitale Überwachung und adaptive Prozesssteuerung. Diese Fortschritte ermöglichen es den Herstellern, die Größe der Kugeln, die Geschwindigkeit und die Aufprallkraft fein abzustimmen, um optimale Oberflächeneigenschaften für bestimmte Anwendungen zu erzielen. In der Luftfahrtindustrie zum Beispiel müssen Triebwerksteile extremen mechanischen Belastungen standhalten. Kugelstrahlen stellt sicher, dass diese Teile ihre strukturelle Integrität über Tausende von Betriebsstunden behalten. In der Automobilindustrie werden Getriebe und Aufhängungskomponenten kugelgestrahlt, um ihre Haltbarkeit und Leistung zu verbessern.
Trockeneisstrahlen
Im Gegensatz zum herkömmlichen Strahlen mit Strahlmitteln werden beim Trockeneisstrahlen gefrorene CO₂-Pellets verwendet, die bei Kontakt sublimieren und Verunreinigungen entfernen, ohne Sekundärabfälle zu hinterlassen. Diese Methode ist besonders wertvoll in sensiblen Umgebungen wie der Lebensmittelverarbeitung, der Herstellung medizinischer Geräte und der Wartung von Elektronik. Da beim Trockeneisstrahlen weder Feuchtigkeit noch Chemikalien zum Einsatz kommen, werden Korrosion und Verunreinigungen verhindert und kostspielige Reinigungsarbeiten überflüssig. Da Unternehmen nach sichereren, umweltverträglicheren Reinigungsmethoden suchen, wird erwartet, dass sich das Trockeneisstrahlen auf breiter Front durchsetzen wird. Innovationen bei der Pelletdichte und der Steuerung des Strahldrucks machen diese Technologie vielseitiger und ermöglichen maßgeschneiderte Reinigungslösungen für ein breiteres Spektrum von Anwendungen.
Aljaz Molek ist Sales Manager - Special Equipment bei Ferro Ecoblast. Das slowenische Unternehmen ist auf Lösungen und Anlagen für die Oberflächenbehandlung spezialisiert.
Beitragsbild: Ferro Ecoblast