Die Schlüsselinformationen für effektives Trockeneisstrahlen
Wenn Sie sich mit dem Verfahren des „Strahlens mit Trockeneis“ auseinandersetzen, haben Sie sicherlich bereits einige Informationen im Internet 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 jedoch eine entscheidende Rolle…
Wenn Sie sich fragen, welche Vorteile das Strahlen mit Trockeneis bietet, stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite. Dies könnte daran liegen, dass Sie als Dienstleister Ihren Kunden bei Reinigungsaufgaben Vorteile bieten möchten, neue Kunden gewinnen möchten oder eine Existenzgründung in Erwägung ziehen.
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 jedoch einen Schritt weiter gehen und auch die Möglichkeiten und Grenzen anderer Strahlverfahren kennenlernen.
Unterschied Trockeneisstrahlen vs. Sandstrahlen
Recherchiert man das Thema Trockeneisstrahlen findet man im Internet sehr viele Möglichkeiten der Anwendungen und man könnte zu der Meinung gelangen, dass man alles mit Trockeneis reinigen kann?
Vergleicht man nun die Verfahren des Sandstrahlens mit dem Trockeneisstrahlen, unterscheiden sie sich prinzipiell erst einmal auch nur durch das verwendete Strahlmittel.
Genau das macht aber dann den Unterschied.
Trockeneis hat einen großen Vorteil: Das Strahlmittel löst sich einfach auf, sozusagen in Luft. Der „Sand“ hingegen bleibt als Rückstand über und lagert sich überall ab, ganz abgesehen vom Staub, wodurch 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 Strahlkornes, 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
Trockeneis reinigt 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, also die Kälte auch aufnehmen. Die entstehenden Spannungen, und damit der Abtrag, sind am größten, wenn die abzutragende Schicht und das Objekt unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben. Oft spricht man auch von einem 3. Reinigungseffekt, die Volumenexpansion. Doch die 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 aber vom Kompressor,- also 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 auch linear an.
Luft und Geschwindigkeit=Beschleunigung
Soll die Abtragsleistung durch Geschwindigkeit vergrößert werden, erkennt man das der Faktor zum Quadrat Einfluss nimmt. Es ist also viel Luft nötig. Aber auch die Korngröße oder Menge eines Strahlgranulates nimmt 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 dann den Arbeitsdruck / Strahldruck überhaupt erreichen zu können. Eine Standardgröße kann mit 7 mm angegeben werden. Hiermit können 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 auch die Strahlleistung. Je nach Anwendung ist das auch akzeptabel, da ja auch mit einem kleineren Kompressor gestrahlt werden kann und sich die Kosten für Investition so reduzieren. Jedoch reduziert sich auch die Leistung.
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 |
Allerdings sind bei Düsengrößen von 7 mm bereits Luftmengen von 5-6 m³/min. notwendig. Also ein großer Kompressor auf den wir bei den Schulungen näher eingehen.
Sicherlich können alle Strahlgeräte, die Trockeneis verarbeiten, auch strahlen.
Die Frage ist aber:
Welche Leistung wird erreicht, d.h. unter welchen wirtschaftlichen und technischen Bedingungen kann man 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 auch 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 auch eine Frage der Investition und der resultierenden laufenden Kosten. Wenn Sie Fahrzeuge aufbereiten, werden Sie keine Strahlanlage mit maximaler Leistung benötigen, so auch kein 60 KW Kompressor. Es sei denn Sie möchten auch Unterbodenschutz entfernen.
Dienstleister, die sich mit unterschiedlichen Aufgaben beschäftigen, benötigen dagegen 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 dem 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 so einen großen Anteil der Kosten, jedoch kommt man in Bereiche, wo harte Rückstände abzutragen sind, eventuell sogar Entlacken muss, benötigt man in jedem Fall eine höhere Leistungsklasse.
Die Technik unterscheidet…!
Es gibt eine ganze Reihe von Faktoren über sich Trockeneisstrahlgeräte unterscheiden.
Bereits in den 70 ger 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 90 ger Jahren wurde dann der deutsche Markt neugestaltet. Und zwar 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“, wie eine Pionierarbeit, mitgestalten.
Obwohl immer noch Zweischlauchsysteme verwendet wurden, war die damalige Technik schon 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, wo sich Druckluft und Pellets erst in der Pistole verbinden.
Das Einschlauchsystem wurde erst später entwickelt, da die Dosierung, also die Zuführung der Pellets in den Strahlschlauch, über eine Zellradschleuse erfolgt. Zellradschleusen sind nicht so 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 nur bei großen Luftmengen ausreichend, umso eine gewisse kinetische Energie zu erreichen, da sich der Beschleunigungsweg auf die Düse begrenzt. Damit sind auch oft 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 seiner Lochscheibe, stellt aber auch einen Widerstand für die Luft da, der möglichst klein gehalten werden muss. Eine spezielle konstruktive Auslegung und Abdichttechnik sind daher von ausschlaggebender Bedeutung.
Allerdings müssen auch alle anderen Querschnitte wie Leitungen und Bauteile einer Strahlanlage, durch die die Luft geleitet wird, Beachtung finden. Denn alle nehmen Einfluss auf die Energie, die nur dann effektiv auf die Pellets übertragen werden kann, wenn alle Parameter zueinander stimmen.
Die Querschnitte aller Bauteile müssen also aufeinander abgestimmt sein und dem Zweck entsprechen. Gleichermaßen dann eben auch die Druckluftmenge, die der Anlage zugeführt wird. Das kann nicht oft genug gesagt werden.
Druckluft ist also die Energie, die das Strahlmittel in Arbeit umsetzt. Man sollte daher nur so viel Energie erzeugen, wie man dann auch praktisch umsetzen kann. Es nützt also nichts einen großen Kompressor, vor eine kleine Strahlanlage zu schalten. Ebenso wird ein kleiner Kompressor keine große Strahlanlage effektiv versorgen können. Man muss also immer eine 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.
Ist die Geschwindigkeit oder auch 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 dann die Beschleunigungsenergie reduziert.
Strahlanlagen arbeiten in der Regel mit 3 mm großen Pellets.
Bei manchen Anwendungen können diese aber auch schon 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 aber Systeme von Südstrahl oder ICS, bei dem die Pellets zermahlen 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 gleichzeitig auch die Größe der Pellets einstellbar sind.
Aber auch die Qualität von Trockeneis ist entscheidend für die Abtragsleistung und damit für ein wirtschaftliches Ergebnis.
Wirkt die Kälteenergie, also nimmt die abzutragende Schicht gut Kälte an und lässt sich verspröden, dann strahlt man besser mit frischem Trockeneis.
Sind die Rückstände aber hart und lassen sich nicht verspröden wirken „alte“ Trockeneispellets besser, da diese bereits Wasser aufgenommen haben und so 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 der 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, 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. Auch auf die Frage, was man beachten muss wenn man zunächst einen Kompressor ausleiht, gehen wir bei unseren Schulungen ein.
In Produktionsanlagen ist meist genügend Druckluft für normale Arbeiten vorhanden, die man dann nutzen kann. Sind aber die Rückstände härter, dann kommt man auch hier nicht um einen größeren Kompressor herum. Dazu aber später mehr. In jedem Fall brauchen 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 auch gewisse Kenntnisse rund um das zu reinigende Objekt, also was bei der eigentlichen 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 auch zu prüfen, inwieweit die Nachbehandlung mit einer neuen Versiegelung ein Geschäftsbereich sein kann.
Also immer gleich über den Tellerrand hinausschauen, denn das Trockeneisstrahlen ist zwar die Basis und damit auch 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 darstellen.
Damit verbunden müssen Sie auch eine Investitionssumme festlegen. Bitte berücksichtigen Sie dabei auch, 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 unserem Exelrechnungen auch noch mal genauer nachrechnen. Wichtig ist aber, dass Sie erst einmal ein Gefühl für die Kosten bekommen, um gleich richtig kalkulieren zu können.
Wenn Sie aber das Trockeneisstrahlverfahren einsetzen können, sparen Sie aber sehr viel Zeit an Vor- und Nachbereitung. Ganz abgesehen von der Frage, ob es mit einem anderen Verfahren überhaupt durchgeführt werden könnte.
Wenn Sie nun die oben genannten Kriterien, also Invest 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 zu uns und lassen sich noch einmal mit allen Details schulen. Es ist wichtig, dass Sie alle Hintergründe richtig verstehen. Wir betrachten dann noch einmal Ihr Vorhaben, werten die einzelnen Fakten aus und finden dann ganz sicher den richtigen Weg.
