Die Schlüsselinformationen für effektives Trockeneisstrahlen
Wenn Sie sich mit dem Verfahren des Eisstrahlens auseinandersetzen, haben Sie sicherlich bereits einige Informationen dazu gesammelt. Hersteller von Strahlanlagen präsentieren ihre Geräte, und Dienstleister zeigen Bilder von Anwendungen, einschließlich Vorher-Nachher-Dokumentationen ihrer Arbeit. Dabei werden die grundlegenden Anwendungen veranschaulicht, jedoch fehlen oft Informationen zu den Einsatzbedingungen und den Grundlagen dieses Verfahrens.
Die Einsatzbedingungen spielen dabei eine entscheidende Rolle…
Für alle Aspekte zum Thema Trockeneisstrahlen, stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite. Vielleicht möchten Sie als Dienstleister Ihren Kunden Vorteile bei bestimmten Reinigungsprojekten bieten, eine neue Zielgruppe für sich gewinnen oder Sie ziehen eine Existenzgründung im Bereich Trockeneisreinigung in Erwägung.
Wenn Sie vor einer dieser Fragen stehen, ist es ratsam, zunächst die grundlegenden Mechanismen des Strahlens mit Granulaten und die Grenzen des Trockeneisstrahlens kennenzulernen. Als Dienstleister sollten Sie unbedingt einen Schritt weiter gehen und sowohl die Möglichkeiten, als auch die Grenzen anderer Strahlverfahren kennenlernen.
Unterschied Trockeneisstrahlen vs. Sandstrahlen
Recherchiert man das Thema Trockeneisstrahlen findet man sehr viele Möglichkeiten der Anwendung und man könnte schnell zu der Meinung gelangen, dass man eigentlich alles mit Trockeneis reinigen kann und sollte.
Vergleicht man einfach nur das Verfahren des Sandstrahlens mit dem Trockeneisstrahlen, unterscheiden sich diese prinzipiell erst einmal nur durch das verwendete Strahlmittel.
Genau das macht jedoch einen entscheidenden Unterschied.
Trockeneis hat einen großen Vorteil: Das Strahlmittel löst sich sozusagen in Luft auf. Der „Sand“ hingegen bleibt als Rückstand über und lagert sich entsprechend ab. Dazu kommt beim Sandstrahlen eine hohe Staubentwicklung, durch welche das Strahlen mit Sand oft nur in einer Kabine möglich ist.
Sollte ich jetzt alles mit Trockeneis reinigen?
Trockeneis ist ein sehr weiches Strahlmittel und liegt auf einer Härtescala im Bereich von Gips, also bei etwa 2-3 Mohs. Betrachtet man Korund, so liegt dieses Strahlmittel bereits bei 8 Mohs und ist damit wesentlich härter. Hinzu kommen die Dichte, also das Gewicht eines Strahlkorns, die Schüttdichte, sowie die Scharfkantigkeit gewisser Körner.
Die Luft machts…
Alle Strahlmittel müssen (außer beim Schleuderradstrahlen) mit Druckluft beschleunigt werden, indem die Energie über die Geschwindigkeit der Luft auf das Granulat übertragen wird. Dies wird als physikalische Arbeit bezeichnet. Hierzu wird ein Kompressor genötigt, auf den wir bei unseren Schulungen sehr speziell eingehen. Das nennt man kinetische Energie,- die einen wesentlichen Einfluss bei Strahlverfahren hat.
Trockeneis-Kohlendioxid – 79°C
Reinigt Trockeneis die Oberfläche aufgrund der Kälte? Diese Frage lässt sich nicht pauschal und damit nicht einfach beantworten, da die abzulösenden Rückstände selbst auf Kälte reagieren müssten. D.h. sie müssten sich verspröden lassen, die Kälte quasi aufnehmen. Die entstehenden Spannungen und damit der Abtrag, sind am größten, wenn die abzutragende Schicht und das Objekt unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben. Oft spricht man von einem 3. Reinigungseffekt, die Volumenexpansion. Doch diese wird unter Experten kontrovers diskutiert. Ich persönlich halte diesen Effekt für nicht maßgeblich.
Innovation Oberflächenreinigung
Physikalisch nennt man die Beschleunigung eines Körpers auf eine hohe Geschwindigkeit „Arbeit“, die dann in Form von kinetischer Energie in dem beschleunigten Granulat steckt
Die Beschleunigung des Granulates ist zudem von vielen weiteren Faktoren abhängig. In erster Linie vom Kompressor, genauer gesagt von der Druckluft die zur Verfügung steht.
Betrachtet man noch einmal die Formel erkennt man, dass sich die Geschwindigkeit (V2) quadratisch ändert und die Masse eine lineare Funktion hat. Steigt aber die Masse (also die Menge des Strahlmittels oder das spezifische Gewicht) und bleibt die Geschwindigkeit gleich, so steigt die kinetische Energie ebenfalls linear an.
Luft und Geschwindigkeit=Beschleunigung
Soll die Abtragsleistung durch Geschwindigkeit vergrößert werden, erkennt man, dass der Faktor zum Quadrat Einfluss nimmt. Es ist somit viel Luft nötig. Aber auch die Korngröße oder Menge eines Strahlgranulates nehmen Einfluss, da die Anzahl der Körner, die pro Zeit auftreffen, die Masse bilden.
Geschwindigkeit hat auch Nachteile
Mit der Geschwindigkeit schneiden die Pellets, die aus der Düse ausströmen (bis zu 300 m/s) die Luft und verursachen dabei einen hohen Schallpegel,- bis zu 130 dBa.
Die Geschwindigkeit der Pellets wird durch die Düse, in Abhängigkeit zu Luftmenge, also der Auslegung (Venturiprinzip) oder der Größe selbst 5, 6, 7 oder 8 mm bestimmt.
So sind je nach Düsengröße verschiedene Luftmengen notwendig, um den Arbeitsdruck / Strahldruck überhaupt erreichen zu können. Eine Standardgröße kann mit 7 mm angegeben werden. Hiermit können bereits viele Arbeiten ausgeführt werden. Verkleinert man die Düse oder ist das verbundene Strahlgerät kleiner ausgelegt (wobei nicht die Größe des Gehäuses gemeint ist) verringert sich ebenfalls die Strahlleistung. Je nach Anwendung ist das akzeptabel, da ja auch mit einem kleineren Kompressor gestrahlt werden kann und sich die Kosten für Investition so reduzieren. Es darf jedoch nicht vergessen werden, das sich damit auch die Leistung reduziert.
Unterscheidungsmerkmale: Anzahl Körner | Gewicht | Scharfkantigkeit | Härte
| Düsendurchmesser | 3 bar | 6 bar | 10 bar | 14 bar |
|---|---|---|---|---|
| 6 mm | 2,2 | 3,8 | 6,0 | 8,1 |
| 8 mm | 3,9 | 6,7 | 10,6 | 14,6 |
| 10 mm | 6,0 | 10,5 | 16,5 | 22,9 |
Bei Düsengrößen von 7 mm sind bereits Luftmengen von 5-6 m³/min. notwendig. Damit ein großer Kompressor, auf den wir bei den Schulungen näher eingehen.
Sicherlich können alle Strahlgeräte, die Trockeneis verarbeiten, auch strahlen.
Die Frage dabei ist:
Welche Leistung wird erreicht, d.h. unter welchen wirtschaftlichen und technischen Bedingungen kann man effektiv arbeiten? Das Strahlgerät sollte immer auf den Kompressor abgestimmt sein. Doch selbst bei optimaler Abstimmung gibt es immer noch Unterschiede zwischen „starken“ Geräten und Geräten die einfach nur Energie vernichten.
Alles eine Frage der Anwendung und des Zwecks
Wenn Trockeneisstrahlen eingesetzt werden soll, stellt sich zunächst die Frage nach dem Zweck. Über diesen werden die Größe der Strahlanlage und die des Kompressors bestimmt. Das Ganze ist damit zusätzlich eine Frage der Investition und der daraus resultierenden laufenden Kosten. Wenn Sie Fahrzeuge aufbereiten, werden Sie keine Strahlanlage mit maximaler Leistung benötigen, genauso wenig einen 60 KW Kompressor. Es sei denn Sie möchten zusätzlich Unterbodenschutz entfernen.
Dienstleister, die sich mit unterschiedlichen Aufgaben beschäftigen, benötigen dafür eine spezielle – universelle Anlage.
Achtung: Besonders wichtig ist, dass Sie auch die Druckluft des Kunden nutzen können. Luftleistungen durch Kompressoren, die in Produktionsbereichen vorhanden sind, liegen meist im Rahmen von 6-8 bar und einer Luftmenge von 2-3 m³/min. Eine Leistung, bei der das Strahlen mit Trockeneis, im unteren Drittel der kinetischen Energie zu sehen ist.
Zwar kann man mit einer solchen Luftleistung viele Reinigungsaufgaben ausführen und spart sich damit einen großen Anteil der Kosten. Kommt man in Bereiche, in denen harte Rückstände abzutragen sind oder in denen sogar entlackt werden muss, benötigt man auf jeden Fall eine höhere Leistungsklasse.
Die Technik unterscheidet…!
Es gibt eine ganze Reihe von Faktoren über die sich Trockeneisstrahlgeräte unterscheiden.
Bereits in den 70ger Jahren hat Messer zusammen mit Colt Jet erste Versuche und Untersuchungen mit dem Strahlen von Trockeneis durchgeführt. Da die Technik damals noch sehr aufwendig und kostenintensiv war, stellte man die Anwendung wieder ein. In den 90ger Jahren wurde dann der deutsche Markt neugestaltet. Eingeleitet durch ein kleines Unternehmen aus Bayern, der Fa. Green Tech, das leider heute in dieser Form nicht mehr existiert. Gemeinsam mit Messer Griesheim (heute Messer), bei dem ich 15 Jahre tätig war, konnte auch ich die Marktentwicklung „Trockeneis“, als Pionierarbeit, mitgestalten.
Obwohl immer noch Zweischlauchsysteme verwendet wurden, war die damalige Technik bereits wesentlich verbessert.
Anwendungen gibt es viele….
Die Strahlanlagen werden (allerdings stetig abnehmend) heute noch in Ein- und Zweischlauchsysteme unterschieden.
Wie der Name schon sagt, hat man einen Strahlschlauch, durch den die Druckluft und das Strahlmittel geführt werden oder eben 2 Schläuche, in denen sich Druckluft und Pellets erst in der Pistole verbinden.
Das Einschlauchsystem wurde erst später entwickelt, da die Dosierung, genau genommen die Zuführung der Pellets in den Strahlschlauch, über eine Zellradschleuse erfolgt. Zellradschleusen sind nicht einfach abzudichten und die Zuführung der Pellets ist nicht so gleichmäßig wie beim Zweischlauchsystem. Jedoch kann das Einschlauchsystem mit weniger Luftmenge betrieben werden.
Zweischlauchsysteme verbinden Druckluft und Pellets erst in der Pistole. Hierzu wird in der Pistole ein Unterdruck erzeugt, der die Pellets ansaugt. Das hat zur Folge das zur Unterdruckbildung, je nach Luftmenge, eine Düsenkombination verwendet werden muss. Auch ist die Geschwindigkeit der Pellets ist nur bei großen Luftmengen ausreichend, um die jeweils benötigte kinetische Energie zu erreichen, da sich der Beschleunigungsweg auf die Düse begrenzt. Damit sind oftmals lange Düsen notwendig.
Bei Einschlauch-Anlagen ist die Zellradschleuse ein sehr wichtiges Bauteil des Strahlsystems. Hierüber werden die Pellets, aus dem Vorratsbehälter, über eine Lochscheibe in den Luftstrom eingebracht.
Die Zellradschleuse, mit ihrer Lochscheibe, stellt ebenfalls einen Widerstand für die Luft dar, der möglichst klein gehalten werden muss. Eine spezielle konstruktive Auslegung und Abdichttechnik sind daher von ausschlaggebender Bedeutung.
Allerdings müssen ebenfalls alle anderen Querschnitte wie Leitungen und Bauteile einer Strahlanlage, durch die die Luft geleitet wird, Beachtung finden. Denn sie alle nehmen Einfluss auf die Energie, die nur dann effektiv auf die Pellets übertragen werden kann, wenn alle Parameter zueinander passen.
Die Querschnitte aller Bauteile müssen somit aufeinander abgestimmt sein und dem jeweiligen Zweck entsprechen. Unbedingt aber auch die Druckluftmenge, die der Anlage zugeführt wird. Das kann nicht oft genug betont werden.
Druckluft ist somit gleichbedeutend mit der Energie, die das Strahlmittel in Arbeit umsetzt. Man sollte daher nur so viel Energie erzeugen, wie man in der Folge praktisch umsetzen kann. Es nützt nichts einen großen Kompressor, vor eine kleine Strahlanlage zu schalten. Ebenso wird ein kleiner Kompressor keine große Strahlanlage effektiv versorgen können. Man muss immer die richtige Kombination finden.
Zellradschleuse
Trockeneis ein Energieträger….zur Frage: Reinigt die Kälte?
Wichtig hierbei ist, ob die Kontaktzeit der Pellets mit der abzutragenden Schicht ausreicht. um die gespeicherte Kälteenergie übertragen zu können.
Sind die Geschwindigkeit oder die Pelletmenge zu groß, arbeitet man nicht wirtschaftlich, da die Kälteenergie nicht genutzt wird. Bei einer zu kleinen Düse kommt es sogar zu einem Stau, wenn die Pelletmenge zu groß eingestellt wird. Hierdurch wird die Beschleunigungsenergie reduziert.
Strahlanlagen arbeiten in der Regel mit 3 mm großen Pellets.
Bei manchen Anwendungen können diese bereits zu groß sein, wenn es sich z.B. um empfindliche Oberflächen handelt. Entweder werden die Pellets dann durch einen Crusher geführt, wo sie durch ein Siebeinsatz zerkleinert werden, oder man zermahlt die Pellets in der Strahlanlage.
Cold Jet hat noch ein System bei dem von Blöcken feines Granulat abgetragen wird. Inzwischen gibt es bereits Systeme von Südstrahl oder ICS, bei denen die Pellets zermahlen werden oder gleich mit 1,5 mm Pellets gearbeitet wird.
Eine besonders gute Anlage ist die neue IC-030, die mit wenig Druckluft eine enorme Beschleunigung der Pellets erreicht und bei der gleichzeitig auch die Größe der Pellets einstellbar ist.
Zusätzlich ist die Qualität von Trockeneis entscheidend für die Abtragsleistung und damit für ein wirtschaftliches Ergebnis.
Wirkt die Kälteenergie, genauer gesagt, nimmt die abzutragende Schicht die Kälte gut an und lässt sich verspröden, strahlt man besser mit frischem Trockeneis.
Sind die Rückstände jedoch hart und lassen sich nicht verspröden, wirken „alte“ Trockeneispellets besser, da diese bereits Wasser aufgenommen haben und damit härter sind. Man muss allerdings bei „alten“ Pellets ein wenig auf das „Verklumpen“ im Vorratsbehälter achten.
Zellradschleuse
Sie haben nun erste technische Informationen zu diesem interessanten Thema.
Wenn Sie bereits ein bestehendes Unternehmen haben und Ihr Portfolio erweitern möchten haben Sie mit dieser Überlegung sicher bereits eine spezielle Aufgabe verbunden. Als Dienstleister, der sich um die Unterhaltsreinigung bei Ihren Kunden kümmert, möchten Sie vielleicht Arbeiten an Produktionsanlagen besser ausführen können oder diese als spezielle Aufgabe zukünftig umsetzen. Vielleicht sind Sie aber auch als Trockenbauer tätig und möchten Dachstühle und alte Holzfassaden sowie Balkone sanieren? Oder Sie bereiten Boote auf und möchten nun Ihren Kunden die Vorteile des Trockeneisstrahlens anbieten. Wenn Sie bei Ihren Kunden mit Trockeneis reinigen möchten, kann es sein das Sie sich zunächst nur eine Strahlanlage anschaffen müssen. Auf die Frage, was man beachten muss wenn man zunächst einen Kompressor ausleiht, gehen wir detailliert bei unseren Schulungen ein.
In Produktionsanlagen ist meist genügend Druckluft für normale Arbeiten vorhanden, die man dann nutzen kann. Sind die Rückstände härter, kommt man auch hier nicht um einen größeren Kompressor herum. Dazu später mehr. In jedem Fall benötigen Sie ein Strahlgerät, Druckluft in Form eines Kompressors und das Strahlmittel Trockeneis. Je nach Anwendung auch ein Fahrzeug für Equipment und um den Kompressor zu ziehen. Bei allen Aufgaben benötigt man dazu gewisse Kenntnisse rund um das zu reinigende Objekt und was bei der speziellen Aufgabe zu beachten ist.
Insbesondere ist bei Existenzgründern eine Ausrichtung, zunächst auf eine spezielle Zielgruppe, wichtig. Darüber hinaus gilt es einige weitere Tätigkeiten/Leistungen zu erfassen und zu bewerten. So erweitert der Autoaufbereiter ggf. sein Portfolio durch das Trockeneisstrahlen. Will er auch Unterbodenschutz entfernen, so gilt es zu prüfen, inwieweit die Nachbehandlung mit einer neuen Versiegelung ein Geschäftsbereich sein kann.
Schauen Sie immer gleich über den Tellerrand hinaus, denn Trockeneisstrahlen ist zwar die Basis und damit oftmals ein „Türöffner“ zum Kunden, aber es gibt viele angrenzende Aufgaben.
Erste wichtige Entscheidungen:
Ohne Investition geht leider nichts. Doch dabei ist zunächst die Frage nach dem „Return of Invest“ die Wichtigste. Denn ganz gleich, ob Sie Ihr eigenes Geld investieren, über eine Bank (KfW) einen Kredit erhalten oder das Ganze leasen möchten.
Den Nachweis, dass Sie mit dieser Investition Geld verdienen können und sich somit die Investition amortisiert, müssen Sie in jedem Fall abbilden.
Damit verbunden müssen Sie eine Investitionssumme festlegen. Bitte berücksichtigen Sie dabei, dass sich die unten aufgeführten Zahlen nur auf die Strahlanlage und den Kompressor beziehen.
Bei Existenzgründungen sind ggf. weitere Summen für ein Fahrzeug, ein Lager/Werkstatt, Equipment, Werbung, Startphase zu berücksichtigen. Wenn Sie die Kosten je Strahlstunde ermitteln, werden Sie feststellen, dass diese nicht gerade gering sind. Rechnen Sie nun noch die Personalkosten hinzu, kommen Sie schnell auf einen Verrechnungssatz von € 120,- 150,- /h. Natürlich können Sie das mit unseren Beispielkalkulationen in Excel genauer nachrechnen. Wichtig ist in erster Linie, dass Sie ein Gefühl für die Kosten bekommen, um von Anfang an richtig kalkulieren zu können.
Wenn Sie Trockeneisstrahlverfahren einsetzen können, sparen Sie sehr viel Zeit an Vor- und Nachbereitung. Ganz abgesehen von der Frage, ob das jeweilige Projekt mit einem anderen Verfahren überhaupt durchgeführt werden könnte.
Wenn Sie nun die oben genannten Kriterien, genau genommen Investition und Kosten nicht zu sehr beeindrucken, wenn Sie sich ein klares Ziel vorstellen können und unsere weiteren Informationen zum Strahlen mit Trockeneis gelesen haben, dann kommen Sie gerne zu uns und lassen sich ausführlich von uns schulen. Es ist wichtig, dass Sie alle Hintergründe richtig verstehen. Wir betrachten dann noch einmal im Detail Ihr Vorhaben, werten die einzelnen Fakten aus und finden dann ganz sicher den richtigen Weg für Sie.
