Während früher die Art des Strahlmittels bereits aus der Bezeichnung „Sandstrahlen“ eindeutig hervorging, so muss man heute zwischen verschiedenen Strahlmitteln unterscheiden. Der früher eingesetzte Quarzsand darf aufgrund der Silikosegefahr heute nur noch mit einer Sondergenehmigung benutzt werden, die bei den zuständigen Stellen zu beantragen ist. Silikose ist eine Krankheit (auch Staublunge genannt) bei der feinster Quarzstaub in die Lunge eindringt und dort die Lungenbläschen verklebt.

Mit dem Strahlverfahren werden heute die verschiedensten Arbeiten durchgeführt. Dementsprechend groß ist die Anzahl der Strahlmittel, die auf den jeweiligen Arbeitszweck abgestimmt werden. Ein universelles Strahlmittel gibt es nicht. Entscheidend ist neben der Wahl des Strahlmittels auch die Auswahl der entsprechenden Korngrößen. Größere Körner übertragen eine höhere kinetische Energie und sind somit gut geeignet, um z.B. dicke Schichten aufzubrechen. Eine schnellere und gleichmäßigere Reinigung erzielt man jedoch mit einer hohen Anzahl kleinerer Körner.

Neben einigen sehr speziellen Strahlmitteln haben sich Schlacke, Korund, Stahlkies und Glas durchgesetzt.

3.1 Schlackestrahlmittel

Prinzipiell kann Schlackestrahlmittel überall dort eingesetzt werden, wo früher mit Quarzsand gearbeitet wurde. Eine Umrüstung bestehender Anlagen ist nicht erforderlich. Da Schlackestrahlmittel zu 50% zu Staub zertrümmert wird, ist ein Einsatz mit anschließender Aufbereitung mit großem Aufwand verbunden. Aufgrund der damit verbundenen hohen Staubentwicklung muss bei Arbeiten im Freien die Arbeitsstätte eingehaust werden.

3.2 Korund

Korund gilt als das wichtigste synthetische Strahlmittel und enthält kein Eisen. Es besteht unter anderem aus Aluminiumoxid und Siliziumdioxid. Kieselsäure liegt nur in gebundener Form vor. Da es mit unterschiedlichen Al₂O₃ - Gehalten hergestellt werden kann, wodurch sich die Härte variieren lässt, kann es für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden. Desweiteren wird Korund in verschiedenen Qualitäten ausgeliefert. Man unterscheidet zwischen einem preisgünstigen Regenerat, Elektrokorund und dem teuren Edelkorund.

Korund ist für den Recycling – Einsatz geeignet. Aufgrund seiner Härte kann ein Normalkorund mittlerer Qualität ca. 20 – 25-mal im Umlauf eingesetzt werden. Dadurch reduziert sich die notwendige Strahlmittelmenge im Vergleich zu Schlackestrahlmitteln auf ca. 1/20. Auch nach mehreren Durchläufen verliert das kantige Korund nicht seine Form. Aufgrund seiner Geometrie ist es für den Einsatz in Schleuderrädern nicht geeignet.

3.3 Metallisches Strahlmittel

Beim stationären Strahlen haben metallische Strahlmittel wie Stahlkies die größte Bedeutung, da sie aufbereitet werden können und somit die Betriebskosten gering halten. Hergestellt wird das Strahlmittel, in dem man geschmolzenes Metall mit einem Wasser- oder Dampfstrahl granuliert. Auch metallische Strahlmittel sind in verschiedenen Härten lieferbar. Hartguss weist die größte Härte und Abrasivität auf, andererseits ist es auch das sprödeste Strahlmittel mit einer entsprechend kurzen Standzeit.

Beim Druckluftstrahlen kann metallisches Strahlmittel ca. 100- bis 200-mal wiederverwendet werden, bevor es zu Staub zerfällt. Da hier die kinetische Energie beim Auftreffen auf einen Punkt konzentriert ist, ergeben sich hohe Strahlleistungen. Aufgrund des hohen Verschleißes ist in Schleuderrädern der Einsatz von kugeligem Strahlmittel notwendig.

Alternativ zum Stahlkies und Hartgussgranulat sind auch Drahtschnitte als Strahlmittel erhältlich. Hierbei handelt es sich um einen geschnittenen Draht mit zylindrischer Kornform. Stahldraht verfügt über eine sehr lange Standzeit. Da es jedoch wesentlich teurer ist und nicht so schnell arrondiert wie Stahlguss, konnte es sich bis jetzt nicht durchsetzen. Der Marktanteil liegt bei ca. 15%.

3.4 Glasstrahlmittel

Glasstrahlmittel ist silikosefrei und somit unbedenklich. Es besteht hauptsächlich aus gebundenem Siliciumdioxid. Kantiges Glas überzeugt durch gute Strahlleistungen, es zerkleinert sich jedoch relativ schnell. Aufgrund des hohen Preises wird Glasstrahlmittel nur dort eingesetzt, wo anderes Strahlmittel aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung oder mechanischen Eigenschaften nicht eingesetzt werden kann.

Wichtiger ist der Einsatz von Glasperlen, die aus einer Schmelze gewonnen werden. Dieses kugelige Material ist mit verschiedenen Durchmessern bis 0,63 mm erhältlich. Aufgrund der geringen Kornmasse eignen sich Glasperlen hauptsächlich zu Oberflächenfinish oder Reinigungsaufgaben. Auch Oberflächenverhärtungen (shot peening) können hiermit durchgeführt werden.


4. Leistungsbeurteilung des Strahlens mit Strahlmittel

Eine Leistungsbeurteilung aller Strahlverfahren mit Strahlmittel kann über die erzeugte kinetische Energie E_K und deren Leistung beim Aufprall auf die Oberfläche vorgenommen werden.

Um einen Körper zu beschleunigen und ihn auf eine möglichst hohe Geschwindigkeit zu bringen, muss Arbeit verrichtet werden. Diese steckt dann in Form von kinetischer Energie im Körper.

Wenn

E_K = kinetische Energie des Körpers (Nm oder Joule)
m = Masse des Körpers (kg)
v = Geschwindigkeit des Körpers (m/s)

dann gilt

Daraus ist zu erkennen, dass

   die Veränderung der Masse lineare und
   die Veränderung der Geschwindigkeit quadratische

Auswirkung hat.

Die kinetische Energie des Strahlmittels wächst bei gleicher Geschwindigkeit mit steigender Masse linear.

Die kinetische Energie des Strahlmittels wächst bei gleicher Masse mit steigender Geschwindigkeit quadratisch.

Einfluss der Korngröße des Strahlmittels auf das Strahlergebnis

Mit einer Verminderung der mittleren Korngröße erhöht sich die Anzahl der Körner in exponentieller Weise.

„Mit feinem Strahlmittelkorn erzielt man die maximale Bedeckung.“
„Mit grobem Strahlmittelkorn erzielt man die maximale Rautiefe und Reinigung.“

Bedeckung ist ein Maß für die Einschläge pro mm².

Das abgeworfene Strahlmittelgewicht (M) pro Zeiteinheit

Das mittlere Korngewicht (m)

Ergebnis:
Wenn sich der Durchmesser des Kornes verdoppelt
dann wird sich
   das Korngewicht verachtfachen
   die kinetische Energie verachtfachen
   die Bedeckung auf ein Achtel reduzieren.