Röntgendiffraktometer

Investition von 250.000 Euro in Shot Peening Testcenter mit Röntgendiffraktometer

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Durch das Shot Peening, auch Verdichtungs- oder Kugelstrahlstrahlen genannt, lassen sich Festigkeit und Lebensdauer dynamisch hoch beanspruchter Bauteile deutlich erhöhen. Um kundenspezifische Shot Peening-Prozesse noch schneller und effizienter entwickeln zu können, investierte Rösler rund 250.000 Euro in ein Messlabor mit Röntgendiffraktometer.

Beim Shot Peening, einem speziellen Verfahren der Strahltechnik, wird kugelförmiges Strahlmittel gezielt auf die OberflĂ€che des zu bearbeitenden WerkstĂŒcks gestrahlt. Durch die Energie der auftreffenden Kugeln kommt es in den Randschichten des Metalls zu einer plastischen Kaltverformung wie sie auch beim Schmieden oder HĂ€mmern entsteht. Die OberflĂ€chenschicht wird dabei gedehnt, was in der OberflĂ€che und in oberflĂ€chennahen Schichten zu Druckeigenspannungen fĂŒhrt. Sie kompensieren vorhandene Zugspannungen und wirken Ă€ußeren Zugspannungen entgegen. Die Dauerfestigkeit des Materials erhöht sich dadurch und die Gefahr einer Spannungsrissbildung wird nachweislich stark reduziert. AbhĂ€ngig vom Material und der Beanspruchung wird durch das Shot Peening eine um bis zu 1.300% erhöhte Schwingfestigkeit erreicht.

Schnelle und effiziente Prozessentwicklung mit Röntgendiffraktometrie

Die erreichbaren Ergebnisse und die dafĂŒr erforderlichen Prozess- und Maschineneigenschaften ermittelt Rösler auf Basis von umfangreicher Erfahrung, Versuchen im eigenen Testzentrum und Messungen. Wichtige Prozessparameter dabei sind:

> Material, Beschaffenheit und GefĂŒge der WerkstĂŒcke
> Material und KorngrĂ¶ĂŸe des Strahlmittels
> Aufprallgeschwindigkeit und Auftreffwinkel des Strahlmittels auf die WerkstĂŒckoberflĂ€che
> Strahlmittelmenge und Trefferquote pro Zeiteinheit

Um den Prozess exakt an das jeweilige Material und anwendungsspezifische Anforderungen anpassen zu können, ist ein Nachweis der bei Versuchen erreichten Druckeigenspannung erforderlich. Eine bewĂ€hrte Methode dafĂŒr sind Messungen mit einem Röntgendiffraktometer. Bei diesem Verfahren werden Röntgenstrahlen in einem bestimmten Winkel gezielt in die OberflĂ€che eines Metalls mit kristalliner oder teilkristalliner Struktur gesendet. Ein Großteil der Röntgenstrahlen durchdringt die Kristalle. Der geringe Anteil, der von der Gitterebene der Kristalle abgelenkten und reflektierten Strahlen, wird ĂŒber einen speziellen Detektor empfangen. Durch diese so genannte Röntgenbeugung kann ĂŒber die Bragg-Gleichung auf Basis der bekannten Materialeigenschaften die Druckeigenspannung ermittelt werden. Mehrfache Messungen mit verschiedenen Strahlwinkeln sorgen fĂŒr sehr genaue Ergebnisse.
Die Investition in ein mit einem Röntgendiffraktometer ausgestatteten Messlabor ermöglicht Rösler diese Messungen intern durchzufĂŒhren. Dies beschleunigt einerseits die Entwicklung kundenspezifischer Shot Peening-Prozesse enorm, da die Testreihen nicht mehr aufwendig zur Analyse außer Haus gegeben werden mĂŒssen und andererseits kann auf die Anforderungen durch die fortschreitende Werkstoffentwicklung deutlich schneller reagiert werden. Rösler bietet zudem als Dienstleistung die Messung   von verschiedensten WerkstĂŒcken an und damit die PrĂŒfung des gesamten Shot Peening Prozesses - auch von Fremdanlagen.

ProzessĂŒberwachung durch Almentest

Eine einfache Methode, die Reproduzierbarkeit des Shot Peening-Prozesses  zu ĂŒberwachen, ist der so genannte Almentest. Es werden dafĂŒr genormte, auf einem speziellen Block befestigte Almen-TestplĂ€ttchen aus Federstahl ĂŒber verschiedene Strahlzeiten, aber identischer IntensitĂ€t mit Strahlmittel beaufschlagt. Die maximale AusprĂ€gung der Bogenhöhe des jeweiligen AlmenplĂ€ttchens gibt Auskunft ĂŒber den SĂ€ttigungsgrad, der in eine SĂ€ttigungskurve eingetragen wird. Der SĂ€ttigungspunkt ist erreicht, wenn bei verdoppelter Strahlzeit die Bogenhöhe um nicht mehr als 10% ansteigt.