Abrasivstrahlbearbeitung (AJM): Funktionsweise, Vorteile & Anwendungen

The Mechanical Post – heute: Was ist Abrasivstrahlbearbeitung? Aufbau, Arbeitsweise, Vor-/Nachteile, Anwendungen. Am Ende PDF-Download per Button.

Was ist Abrasivstrahlbearbeitung?

Abrasivstrahlbearbeitung (AJM) – auch Mikro-Abrasivstrahlen, Abrasiv-Mikrostrahlen oder Bleistiftstrahlen genannt – ist ein unkonventionelles Fertigungsverfahren. Schleifpartikel werden mit Hochdruckgas gemischt und auf das Werkstück gestrahlt. Die Partikel treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche → Erosion des Werkstückmaterials.

Ähnlich wie Wasserstrahlschneiden (WJM). Auch Elektroerosion (EDM) ist ein verwandtes Verfahren (Link öffnet neuen Tab).

Was ist ein Schleifmittel?

Harte Materialien für Bearbeitung & Finish. Erosion durch Reibung zwischen Partikel und Werkstück. Gängige Schleifmittel: Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid, Diamant. Partikelform meist kugelig. Anwendungen: Polieren, Schleifen, Honen, Bohren, Schneiden, Läppen.

Funktionsprinzip AJM

Hochgeschwindigkeits-Gas-Schleifmittel-Strahl, konzentriert auf einen Punkt → Bearbeitung durch Erosion.

Aufbau der Abrasivstrahlbearbeitung

Bild frei nutzbar – Quellenangabe mit Link zum Beitrag erforderlich.

Hauptkomponenten:

• Luftkompressor
• Luftfilter
• Manometer (Druckanzeige)
• Steuer- / Regelventile
• Trichter (Hopper)
• Mischkammer
• Vibrator
• Düse

Luftkompressor

Erzeugt Druckgas 25–130 psi. Inertgas, Luft oder CO₂. Durchlass nach Filter. Durchfluss ~30 l/s.

Luftfilter

Entfernt Staub/Verunreinigungen aus Kompressorluft.

Manometer

Misst exakten Gasdruck. Meist Röhrenmanometer (Bourdon).

Steuer-/Regelventile

Regeln Gas- oder Gemischdurchfluss nach Arbeitsbedingungen.

Trichter (Hopper)

Schleifpartikel → Mischkammer. Mittlere Partikelgröße ~0,025 mm. Regler unter Trichter steuert Partikelzufuhr.

Mischkammer

Druckdichte Kammer: Druckluft + Schleifpartikel werden gründlich gemischt.

Vibrator

Verhindert Absinken der Partikel, sorgt für homogenes Gemisch.

Düse

Konzentriert Gemisch auf einen Punkt. Wandelt Druckenergie in kinetische Energie um. Aus Hartmetall (Wolframkarbid) oder Saphir – widersteht Verschleiß. Düsenspitze Querschnitt ~0,05–0,2 mm².

Arbeitsweise der Abrasivstrahlbearbeitung

1. Kompressor verdichtet Luft/Inertgas auf Hochdruck.
2. Durch Luftfilter → gereinigt.
3. Gas strömt in Mischkammer.
4. Manometer & Regelventil regeln Luftstrom.
5. Schleifpartikel über Trichter in Mischkammer.
6. Gas + Partikel werden in Mischkammer intensiv vermischt.
7. Hochdruckgemisch über Schlauch zur Düse.
8. Zweites Manometer misst Gemischdruck.
9. Regelventil steuert Durchfluss zur Düse.

Bild frei nutzbar – Quellenangabe mit Link erforderlich.

• Düse wandelt Druckenergie in kinetische Energie → Geschwindigkeit drastisch erhöht (150–300 m/s).
• Dieser Strahl = abrasiver Strahl.
• Stand-off-Distanz typisch 0,25–20 mm.
• Abrasiver Strahl erodiert Werkstück → Bearbeitung.
• Hochgeschwindigkeitsgas führt Schleifpartikel & abgetragenes Material ab.
• Über Regelventil: Abtastrate, Oberflächenqualität & Parameter steuerbar.

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Anwendungen der Abrasivstrahlbearbeitung

• Bohren, Fräsen, Honen, Oberflächenfinish
• Feinbohroperationen
• Komplexe Formen auf harten & spröden Materialien
• Halbleitermaterialien bearbeitbar

Vorteile

• Kein direkter Werkzeug-Werkstück-Kontakt
• Gute Oberflächenqualität
• Keine Wärmeschädigung am Werkstück
• Harte Materialien leicht bearbeitbar
• Komplexe Formen erzeugbar
• Geringe Anfangsinvestition

Einschränkungen

• Niedrige Materialabtastrate
• Nicht für weiche Materialien (z. B. Aluminium) geeignet
• Nachbearbeitung: Reinigung nötig (Partikel lagern sich im Werkstück ein)
• Einmal benutzte Partikel nicht wiederverwendbar (Verformung) → höhere Betriebskosten

Überblick Abrasivstrahlbearbeitung. Feedback & Vorschläge in Kommentaren willkommen.

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