Partikelanalyse

Dynamische Bildanalyse in der Strahlmittelindustrie

Strahlmittel gibt es in vielen Zusammensetzungen und Körnungen für unterschiedlichste Anwendungen wie Reinigen, Entrosten, Mattieren oder Oberflächenverfestigung. Dabei unterscheiden Anwender nicht nur in der Größe und in der Form der Partikel, von kubisch kantig bis hin zu nahezu sphärisch rund, sondern mit der Einhaltung und teilweise sogar Überschreitung der normativen Anforderungen auch in der Qualität der Strahlmittel. Zur Sicherung der Qualität in der Strahlmittelproduktion lässt sich vorteilhaft ein photooptisches Gerät für die Größen- und Formanalyse einsetzen wie etwa das HAVER CPA 2-1.

Bild 3: Das Strahlmittel Chronital S10 mit Formwerten über dem normativen Standard wird für die Oberflächenbehandlung von Schrauben verwendet. Dieser Standard garantiert neben einer hohen Lebensdauer auch kürzere Strahlzeiten. Die Abbildung zeigt die makroskopische und mikroskopische Aufnahme des Materials Chronital mit einem beispielhaften Auszug aus der Partikelliste der HAVER CpaServ-Software.

Als Hersteller von Strahlmitteln muss sich auch die Vulkan Inox GmbH diesen Anforderungen stellen. Das im Jahr 1985 gegründete und nach EN ISO 9001:2000 zertifizierte Unternehmen in Hattingen produziert und vertreibt gegossene Edelstahlstrahlmittel sowie Sondergranalien auf Eisen-Kohlenstoffbasis. Die Fertigung von Strahlmitteln zur Oberflächenbehandlung von Schrauben ist nur ein Beispiel der vom Unternehmen entwickelten anwenderbezogenen Produkte. Hier besteht die Notwendigkeit, eine gleichmäßige Oberfläche zu erzeugen, um eine dem Korrosionsschutz dienende Beschichtung vornehmen zu können.

Um die definierte Rauheit der Schrauben-Oberfläche zu erzielen, wird das Strahlmittel Chronital S10 mit Partikelgrößen von 90...200 µm verwendet. Die Besonderheit dieses hochwertigen Edelstahl-Strahlmittels liegt darin, dass die maximale Größe von 200 µm nicht überschritten wird. Zusammen mit einer guten Zirkularität bei mindestens 95 % der Partikel erfüllt diese Tatsache damit die wichtigsten Anforderungen für eine optimale Bearbeitung der Schrauben.

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Dies verdeutlicht, dass bei einer Analyse neben der Größenverteilung eine präzise Formgenauigkeit unerlässlich ist. Diese Spezifikationen wurden bisher anhand der traditionellen Siebanalyse und einer manuellen optischen Betrachtung einer geringen Teilmenge geprüft.

Genauer und schneller: dynamische Bildanalyse
Da die Ergebnisse dieser Formbewertung als eher subjektiv zu betrachten sind und von Person zu Person variieren, hat sich Vulkan Inox für den Einsatz des HAVER CPA 2-1 (Bild 1) entschieden. Dabei überzeugen nicht nur Präzision und Reproduzierbarkeit dieser dynamischen Bildanalyse, sondern auch die Schnelligkeit, mit der das HAVER CPA aufgrund der verhältnismäßig breiten Rinne und einer hochauflösenden Kamera große Strahlmittelproben genauestens analysiert.

Aufgrund der HAVER-CPA-Technologie können in Echtzeit alle Partikel vermessen und bewertet werden, wobei selbst feinste Unterschiede messbar werden. Die eingesetzte HAVER CpaServ-Software übernimmt die Prüfung und Bewertung von Form und Größe aufgrund einer Vielzahl möglicher Größen- und Formdefinitionen (Bild 2 und 3). Dabei tragen die Ergebnisse des Gerätes ebenfalls zur Optimierung der Produktionssteuerung bei. Während im Produktionsprozess die S10-Partikelgröße durch die Druckbeaufschlagung beim Verdüsen reguliert werden kann, hängen Granulation und Zirkularität stark vom Schmelzprozess ab. Über die Option der Partikelliste können die Ergebnisse der Strahlmittelanalyse, inklusive einer grafischen Darstellung jedes Partikels, nachvollzogen, überprüft und bewiesen werden.

Weiterführend besteht für Vulkan Inox die Möglichkeit, die Strahlmittel auch online zu analysieren. Das HAVER CPA 2-1 ist, wie alle HAVER-CPA-Systeme, für Online-Messungen vorbereitet und kann zur automatischen Überprüfung der Produktion eingesetzt werden. Das sich durchgehend in Messbereitschaft befindliche HAVER CPA 2-1 ONLINE ist mit einem Probennehmer verbunden, der dem kontinuierlich laufenden Prozess Strahlmittelproben entnimmt. Probennehmer und CPA-Gerät können entweder über eine speicherprogrammierte Steuerung (SPS) oder manuell aktiviert werden. Nach der Messung kann die Probe direkt in den Prozess zurückgeführt werden.

Fazit
Präzise Ergebnisse der HAVER-CPA-Analyse in Umfang und Qualität bei einer kurzen Messdauer ermöglichen Vulkan Inox auch weiterhin, eine trotz der steigenden Anforderungen der Anwender gesicherte Strahlmittelqualität anzubieten und zusätzlich von einer Optimierung der Produktion zu profitieren – unter anderem auch durch die optionale Einbindung in eine Inline- und Online-Anwendung.

Autor:
Tim Gerdes
E-Mail: t.gerdes@haverboecker.com

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