Röntgendiffraktometer, Rössler, Oberflächentechnik, Produktion

Um kundenspezifische Shot Peening-Prozesse noch schneller und effizienter entwickeln zu können, investiert Rösler in ein neues Messlabor zur röntgenographischen Bestimmung von Druckeigenspannungen. Bild: Rösler Oberflächentechnik

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 wird die Oberflächenschicht gedehnt, was in der Oberfläche und in oberflächennahen Schichten zu Druckeigenspannungen führt. Sie kompensieren vorhandene Zugspannungen und wirken äußeren Zugspannungen entgegen. Die Dauerfestigkeit des Materials erhöht sich dadurch und die Gefahr einer Spannungsrissbildung wird nachweislich stark reduziert, so Rössler. Abhängig vom Material und der Beanspruchung wird durch das Shot Peening eine um bis zu 1.300 % erhöhte Schwingfestigkeit erreicht, heißt es.

Um den Prozess exakt an das jeweilige Material und anwendungsspezifische Anforderungen anpassen zu können, ist ein Nachweis der bei Versuchen erreichten Druckeigenspannung erforderlich. Eine bewährte Methode dafür sind Messungen mit einem Röntgendiffraktometer. Bei diesem Verfahren werden Röntgenstrahlen in einem bestimmten Winkel gezielt in die Oberfläche 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 über einen speziellen Detektor empfangen. Durch diese so genannte Röntgenbeugung kann über die Bragg-Gleichung auf Basis der bekannten Materialeigenschaften die Druckeigenspannung ermittelt werden. Mehrfache Messungen mit verschiedenen Strahlwinkeln sorgen für sehr genaue Ergebnisse.

Die Investition in ein mit einem Röntgendiffraktometer ausgestatteten Messlabor ermöglicht Rösler diese Messungen intern durchzuführen. Dies beschleunigt einerseits die Entwicklung kundenspezifischer Shot Peening-Prozesse enorm, da die Testreihen nicht mehr aufwendig zur Analyse außer Haus gegeben werden müssen und andererseits kann auf die Anforderungen durch die fortschreitende Werkstoffentwicklung deutlich schneller reagiert werden. Rösler bietet zudem als Dienstleistung die Messung von verschiedenen Werkstücken an und damit die Prüfung des gesamten Shot Peening Prozesses - auch von Fremdanlagen.