Prozesssichere Kamera für das Sandstrahlen

Interessante Entwicklung für die Industrie

Zum Reinigen von Werkstückoberflächen wird häufig das Druckluft-Reinigungs­strahlen angewendet, welches verallgemeinert auch als Sandstrahlen bezeichnet wird. Dabei wird ein Strahlmittel (Sand, Glasperlen, Guss- oder Korund-Partikel) durch einen mit hoher Geschwindigkeit austretenden Luftstrom auf das zu reinigende Werkstück beschleunigt. Der Reinigungsprozess kann für das Recycling oder die Weiterverarbeitung des Werkstückes notwendig sein. Beim Kernkraftwerksrückbau wird beispielweise das endzulagernde Materialvolumen reduziert, indem die verstrahlten Werkstückrandschichten abgetragen werden. Der überwiegende Rest kann dann konventionell recycelt werden.

Aufgrund der abrasiven Wirkung wird das Strahlen in geschlossenen Kammern oder Kabinen durchgeführt. Strahlmittel und vom Werkstück abgetragenes Material füllen jedoch schnell die Luft, so dass die Sicht – und damit eine Beurteilung des Strahl­ergebnisses – erheblich erschwert wird. In begehbaren Kabinen und bei der Dekontamination muss zudem mit Vollschutzanzügen gearbeitet werden, so dass eine Gesundheitsüberwachung der Mitarbeitenden unerlässlich ist.

Konventionelle Kameras werden beim Strahlen schnell zerstört oder zumindest unbrauchbar. Ziel der Hochschule Landshut war es daher, eine Kamera zu entwickeln, die möglichst lange eine ausreichend gute Sicht liefert. Dazu wurde mit Hilfe von Strömungssimulationen ein Kameragehäuse entwickelt, das mit Druckluft durchströmt wird, um das Kameraobjektiv von Partikeln freizuhalten. Die komplexe Form des Gehäuses konnte mit Hilfe des 3D-Druckes realisiert werden. Zum Schutz vor der abrasiven Wirkung des Strahlens wurde das Gehäuse zusätzlich mit Naturkautschuk ummantelt.

Robin Schinko hat in seiner Bachelorarbeit einen Prototyp aufgebaut und mit verschiedenen Kamera­modulen bestückt, deren Funktion er dann in einer Sandstrahlkammer untersuchte. Die Tests unter Laborbedingungen verliefen sehr positiv, so dass weitere Untersuchungen bei realen Einsätzen geplant sind.

Zum Thema wurden verschiedene Abschlussarbeiten von den Professoren Arlt, Babel und Kreis betreut sowie Vorarbeiten geleistet.

Prof. Dr. rer. nat. Stefan-Alexander Arlt lehrt an der Fakultät Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen Energietechnik und ist Studiengangsleiter im berufsbegleitenden Master Prozessmanagement und Ressourceneffizienz.

Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel leitet das Labor für Additive Fertigung der Fakultät Ma-schinenbau an der Hochschule in Landshut. Er ist Studiengangleiter des Studiengangs Additive Fertigung – Werkstoffe, Entwicklung und Leichtbau.

Prof. Dr.-Ing. Raimund Kreis lehrt an der Fakultät Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen Konstruktion und Entwicklung sowie Technische Mechanik.

Fotos: Hochschule Landshut
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