Trockeneis-Strahlverfahren

Das Funktionsprinzip

Trockeneis-Pellets werden mit Hilfe von White Lion Trockeneis-Strahlanlagen und Druckluft auf etwa 1000 km/h beschleunigt (ca. Schallgeschwindigkeit) und direkt auf das zu reinigende Werkstück gestrahlt. Folgende wesentlichen physikalischen Faktoren sind für die Wirkungsweise dieses Verfahrens maßgeblich verantwortlich.

Eine schematische Darstellung des thermischen Effekts der Trockeneisreinigung

Der thermische Effekt: die punktuelle Unterkühlung

Die auf das Bauteil auftreffenden Trockeneispellets führen zu einer schlagartigen punktuellen Unterkühlung der zu entfernenden Beschichtung oder Verunreinigung.

Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Schmutzschicht und Werkstück entstehen zwischen den beiden Schichten thermische Spannungen. Diese verursachen die entscheidende Mikro-Rissbildung in der Schmutzschicht. Die Verunreinigung versprödet und platzt regelrecht ab.

Je höher die Differenz der Ausdehnungskoeffizienten, desto höher ist auch die Abtragsrate und somit die Wirtschaftlichkeit der Trockeneisreinigung insgesamt.

Der kinetische Effekt: Das Absprengen der Beschichtung / Verunreinigung

Die hohe kinetische Energie der Trockeneispellets führen nicht nur dazu, dass sie beim Aufprallen auf dem Werkstück verformt und zerkleinert werden, sondern auch dazu, dass Mikrorisse in der Schmutzschicht entstehen. Die kleinen Trockeneispartikel dringen tief in diese Risse ein und unterwandern so die zu beseitigende Materialschicht.

Eine schematische Darstellung des kinetischen Effekts der Trockeneisreinigung
Eine schematische Darstellung des Phasenumwandlungseffekts der Trockeneisreinigung

Der Phasenumwandlungseffekt – Das Sublimieren

Die Trockeneispartikel, die in die Sprödrisse eingedrungen sind, sublimieren (Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand) nun schlagartig. Durch die Volumenvergrößerung bei der Sublimation um etwa das 700- bis 1000-fache, wird die zu entfernende Schicht vollständig vom Werkstück getrennt. Das Trockeneisstrahlmedium ist jetzt gasförmig.

Das Ergebnis: Eine gereinigte unbeschädigte Oberfläche

Im Gegensatz zu traditionellen Strahltechniken ist das Trockeneis-Strahlverfahren ein nicht-abrasives Verfahren. Das bedeutet, dass kein Abrieb am Werkstück entsteht. Die Oberfläche fühlt sich an wie neu.

Eine schematische Darstellung des Ergebnisses der Trockeneisreinigung
Trockeneispellets sind der Rohstoff der Trockeneisreinigung.

Physikalische Eigenschaften der Trockeneispellets

Spezifisches Gewicht der Pellets: 1,56 g/cm3
Härte: ca. 2 Mohs
Körnung: 3 mm
Erzielbare Rauhtiefe: keine Oberflächenaufrauhung

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