Das Strahlen ist die dominierende Methode, wenn es um die Untergrundvorbereitung vor dem Aufbringen von Korrosions- und Verschleißschutzbeschichtungen bei Stahlkonstruktionen geht. In der modernen Industrie werden für solche Arbeiten vorzugsweise spezielle Strahlroboter eingesetzt
Das Beschichten von Oberflächen ist eine wichtige Methode für den Korrosions- und Verschleißschutz von Stahlkonstruktionen. Neben der Funktionalität spielt auch die Ästhetik von Bauteilen eine immer größere Rolle. Dem Beschichtungsprozess geht in der Regel eine Vorbereitung des Untergrundes voraus, um Verunreinigungen und Oxidschichten zu entfernen und eine möglichst gleichmäßige Oberflächenstruktur zu erhalten. Klassische Anwendungen sind dabei das Reinigen, Entzundern, Entrosten, Entschichten, Entsanden und Entkernen, aber auch das Verdichten und Aufrauen der Oberfläche. Die Qualität und Eigenschaften des vorbereiteten Untergrundes bestimmen dabei maßgeblich die Schutzwirkung der Beschichtung.
Abb. 1: Stahlbauteil vor und nach der Roboter-Strahlbearbeitung
Hohe Adhäsion
Damit eine solche Beschichtung eine möglichst lange Schutzwirkung erzielt, muss diese eine exzellente Haftung auf den Metallbauteilen erlangen. Hierzu muss das jeweilige Bauteil eine bestimmte Sauberkeit und definierte Oberflächengüte aufweisen, was meist durch Strahlen erreicht wird. Durch das Strahlen wird die Oberfläche sehr effizient von Verunreinigungen, wie beispielsweise Schweißzunder oder alten Lack- und Oxidschichten, befreit. Gleichzeitig wird durch den Einsatz der richtigen Strahlmittel und Technik die Oberfläche leicht angeraut, wodurch eine höhere Haftung der Beschichtung auf dem Grundmaterial erzielt wird.
Automatisch strahlt sich’s besser
Manuelles Strahlen ist dabei ein mühsamer und nicht ganz ungefährlicher Prozess, da die Arbeiter einer sehr hohen körperlichen Belastung sowie Lärm und Staub ausgesetzt sind. Dies gilt insbesondere beim Strahlen von großen Bauteilen, wie zum Beispiel Schienenfahrzeuge, Krane und Windkraftanlagen. Speziell für das Strahlen entwickelte Roboter erledigen diese Aufgabe dagegen vollautomatisch und in gleichbleibend hoher Qualität. Diese an den Portalbrücken oder Wandschienen geführten mehrachsigen Strahlroboter erreichen jeden Winkel einer Strahlkammer und können in Kombination mit einer Kabine sogar als Manipulator für das Strahlen von Einzelstücken oder Bauteilen mit sehr unterschiedlichen Oberflächenqualitäten eingesetzt werden, wie dies der Fall bei Reparaturen und auch Aufarbeitungen gebrauchter Bauteile häufig der Fall ist.
Für die effizientere und sichere Strahlbearbeitung noch größerer Stahlbauteile, wie diese in Werften und Offshore-Unternehmen vorkommen, hat Blastman Robotics zudem kürzlich einen völlig neuen, mobilen Strahlroboter entwickelt. Dieser kann sehr flexibel große Objekte, wie zum Beispiel Lastkähne und Barken, oder auch Offshore-Plattformen und Rumpfsegmente großer Schiffe von unten strahlen, da solche Bauteile aufgrund ihrer Größe normalerweise nicht gewendet werden können. Der Blastman MBU (Mobil Blast Unit) wird komplett elektrisch betrieben und sämtliche Achsen und Bewegungen sind servogesteuert. Der Fahrer, der in der klimatisierten und ergonomisch gestalteten Kabine sitzt, steuert die beiden Strahlköpfe und -düsen am Ausleger wie auch die Bewegungen des Blastman MBU selbst ganz einfach und effizient mittels Joysticks und Touchscreen. Die Räder an den beiden Achsen lassen sich dabei unabhängig voneinander um ±30° lenken, wodurch eine sehr große Flexibilität erreicht wird.
Abb. 2: 8-achsiger Strahlroboter von Blastman Robotics für Großbauteile
Abb. 3: Mobiler Strahlroboter mit Doppelstrahlausleger
Je nach Kundenwunsch und Größe der zu bearbeitenden Oberflächen kann der Doppelstrahlausleger des Blastman MBU mit einer maximalen Breite von bis zu 13 Metern geliefert werden. Wenn eine größere Flexibilität der Bewegungen, wie zum Beispiel bei unterschiedlichen Strahlabständen, erforderlich ist, können die beiden beweglichen Strahlköpfe und -düsen am Ausleger alternativ auch durch einen vierachsigen Roboterarm ersetzt werden.
Ein weiterer, großer Vorteil der Strahlroboter ist ihr ermüdungsfreies Arbeiten selbst bei hoher Arbeitsleistung. Moderne Strahlroboter können ohne Einschränkungen zwei Düsen mit 19 Millimeter Durchmesser und 10 bar Druck handhaben. Bei einfachen Verhältnissen werden so Strahlleistungen von über 200 m2/h erreicht, was mehr als dem zehnfachen eines durchschnittlichen Arbeiters entspricht. Gegenüber Schleuderrädern und Druckstrahlgeräten kann sich ein Strahlroboter durch die Portalbrücke und seine bis zu acht Achsen in der ganzen Strahlkammer bewegen und auch solche Stellen bearbeiten, die bei den anderen Verfahren manuell nachgearbeitet werden müssen. Zusätzlich kann er nach dem Strahlen das Bauteil mit Druckluft schnell und sehr effizient von Strahlmittelrückständen und Staub reinigen.
Abb. 4: Gleichzeitiges Strahlen von einzelnen Rumpfsegmenten großer Schiffe
Reproduzierbare Reinigungsergebnisse
Bei der Serienfertigung verrichtet ein Strahlroboter seine Arbeit, indem er gespeicherte Arbeitsabläufe wiederholt. Dies führt zuverlässig zu reproduzierbaren Reinigungsergebnissen in der gewünschten Qualität. Das Anlegen der Strahlprogramme kann dabei ganz einfach per Teach-In- oder im Point-to-Point-Verfahren erfolgen. Noch effizienter ist die Offline-Programmierung unter Verwendung der 3D-Daten des Bauteils, da hierzu noch nicht einmal die Fertigung unterbrochen werden muss. Gleichzeitig werden bereits offline die Reinigungsprozesse, in Bezug auf Qualität und Zeit optimiert, was die Kosten und Wirtschaftlichkeit der Oberflächenvorbehandlung deutlich verbessert.
Je nach Kundenbedürfnis und den Anforderungen der Anwendung verfügt Blastman Robotics über ein breit aufgestelltes Portfolio an Robotern zur Strahlreinigung.
Heiko Reski
Kontakt
Heiko Reski, E-Mail: heiko.reski@blastman.com
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