Сачмоструйна обработка на метали

Начало > Машини > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 1/2023 > 06.03.2023

  • Чрез прилагане на сачмоструйна обработка се отстраняват всякакви ненужни елементи от повърхността на избрания материал

  • Процесът е прост, но изпълнението му е сложно и изисква висококвалифициран екип, който има представа за потенциалните рискове, знае как да сведе загубите до минимум и може да осигури максимално възможната степен на ефективност

  • Типично приложение на сачмоструйната обработка е например отстраняването на повърхностния слой на по-стари или увредени материали с цел пребоядисване

 

Като основна част от подготовката на материалите за употреба или за последващи производствени процеси, сачмоструйната обработка включва прилагане на метални дробинки към съответния материал, най-често метали. Технологията намира приложение в почти всички индустриални сектори, в които се използват метали или други твърди повърхности, като осигурява възможност за подобряване на външния вид, характеристиките и издръжливостта на материала.

Чрез прилагане на сачмоструйна обработка се отстраняват всякакви ненужни елементи от повърхността на избрания материал. Процесът е прост, но изпълнението му е сложно и изисква висококвалифициран екип, който има представа за потенциалните рискове, знае как да сведе загубите до минимум и може да осигури максимално възможната степен на ефективност.

При сачмоструйната обработка се използва висококачествен абразив, който се изхвърля към материала със сила. Малките абразивни елементи отнемат или износват повърхностния слой на материала, отстранявайки несъвършенства, ръжда и козметични повреди или замърсявания, като по този начин той е напълно подготвен за употреба или последващи процеси на обработка,. Типично приложение на сачмоструйната обработка е например отстраняването на повърхностния слой на по-стари или увредени материали с цел пребоядисване. Така се елиминират всякакви повреди, получили се с течение на времето, отложени слоеве боя или ръжда. С метода могат да се третират от единични малки детайли до цели превозни средства или огромни метални листове. При увеличаване на твърдостта на абразива може да се повиши ефективността на процесите на повърхностно уякчаване, рязане, повърхностна подготовка и др.

 

Какви са разликите с абразивната обработка

Казано просто, при сачмоструйната обработка се използват метални дробинки в затворена автоматична система. При абразивната обработка, често наричана песъкоструйна, се използват различни видове метални и минерални абразиви или други по-фини елементи и сгъстен въздух, като процесът се управлява ръчно. Твърдостта на абразивния материал определя и приложимостта на методите, като абразивната обработка често се използва за изглаждане на несъвършенства в материалите. Това в много случаи се осъществява чрез преносими устройства със сгъстен въздух, които дават на потребителя много по-висока степен на контрол над процеса.

При сачмоструйната обработка обикновено се ползва центробежно колело, което позволява безопасното и равномерно прилагане на дробинките към съответния материал. Макар във всеки етап от процеса да има множество променливи, това дава възможност за висока степен на контрол над крайния продукт.

Колкото по-фин е материалът при абразивната обработка, толкова повече трябва да се внимава при прилагането й. Пясък за целта се използва рядко, тъй като фините частици могат лесно да увредят белите дробове на оператора. Въпреки това мнозина все още използват термина песъкоструйна обработка, когато имат предвид сачмоструйно или абразивно бластиране.

В крайна сметка, изборът на абразивен материал зависи от детайла, който се нуждае от обработка. Използването на по-фин абразив при песъкоструйна обработка води до по-гладка на вид повърхност. Това е подходящо за елементи, които имат деликатни или сложни части, например за електронни устройства, които трябва да бъдат корозионно устойчиви. Отделянето на повече внимание по време на процеса лесно може да гарантира целостта на по-деликатните материали и да елиминира риска от деформация на детайла.

Сачмоструйната обработка е най-подходяща, когато е необходимо интензивно абразивно износване както при прекъснати, така и при непрекъснати процеси, най-често за по-твърди метали, които могат да са устойчиви на по-леки форми на обработка. Макар този метод да се прилага за метали, е важно да се отбележи, че някои метали са много по-уязвими на абразивно износване от други. Метали като алуминий, берилий, мед, магнезий и цинк са изключително меки и лесно могат да се повредят в значителна степен, ако се подложат на интензивна сачмоструйна обработка. Това определя критичния характер на избора на подход и на метални дробинки.

 

За какви материали се използва

Сачмоструйната обработка е по-мощна форма на абразивното бластиране и поради тази причина обикновено се прилага към по-издръжливи материали. Това често са метали като алуминий, неръждаема стомана, желязо и др. От избора на дробинките за сачмоструйна обработка зависи степента на контрол, която ще има операторът върху ефекта от процеса. На пазара се предлага широка гама от дробинки, предимно изработени от стомана.

Обработката на някои метали чрез други абразивни методи може да бъде трудна и времеемка. Песъкоструйната обработка често не е достатъчно ефективна за желаната степен на повърхностно уякчаване или подготовка на повърхността, а други варианти като химичното третиране например са ресурсно интензивни и могат да доведат до редица рискове за здравето, безопасността и околната среда при регулярното им прилагане. Предвид факта, че съществува широка гама от материали за също толкова широк диапазон от сектори, е важно да се валидира, че избраният метод за сачмоструйна обработка е достатъчно мощен, за да се изпълни целта – например да се отстрани повърхностният слой на даден детайл, без той да се повреди или да се стигне до прекомерни загуби.

Друг материал, който често се подлага на сачмоструйна обработка, е бетонът. Той се износва изключително трудно, но често се замърсява или става обект на козметични повреди. Поради широкото разпространение на бетонните подове в индустрията и складовата дейност на пазара се предлагат редица специализирани устройства, позволяващи бластирането на големи площи бетон за кратки периоди от време. Отчитайки естеството на материала, при внимателното прилагане на сачмоструйна обработка може да се получи характерен загладен и чист ефект. Процесът обаче трябва да се проследи добре, тъй като ако се използва неподходящ вид дробинки, може да се стигне до начупване или напукване на материала, което лесно може да се превърне в причина за основен ремонт.

 

Приложения

Доставчиците на технологии за сачмоструйна обработка предлагат и гама от дробинки за различни материали и цели.
Колкото по-издръжлив и с по-висока плътност е даден материал, толкова по-трудно е формоването и отстраняването на несъвършенства. В тези случаи сачмоструйната обработка може да спомогне за бързото и ефективно премахване на издатини и заглаждане на повърхността. Това отваря допълнителни възможности за обработка и гарантира, че независимо от метала или третирания материал, якостта и издръжливостта му няма да бъдат проблем при необходимост от бластиране.

Повърхностното уякчаване е процес от критично значение за редица сектори. Процесът включва използването на дробинки за създаване на пластична деформация на материала, което води до повишаване на якостта му и устойчивостта му на натоварване. Той се прилага в сектори, където високата якост на материалите е задължителна – в аерокосмическата и отбранителната индустрия, автомобилостроенето и др. Конвенционално процесът се осъществява чрез коване или ръчна обработка на метала, но сачмоструйното бластиране позволява на оператора с висока степен на надеждност и последователност да постигне същите резултати много по-бързо.

Сачмоструйната обработка често се използва за отстраняване на нежелани замърсявания от повърхността на детайли. Типични примери са почистване на пясък от отливки, валцовъчен угар от изковки и други метални компоненти, корозия и предходни слоеве боя или други покрития.
Може би най-добре познатото приложение на сачмоструйната обработка е предварителната подготовка на повърхността на метала за определени процедури като традиционно или прахово боядисване, никелиране и др. По този начин се отстраняват всякакви замърсявания и се гарантира, че повърхността има желания профил на грапавост, който да предостави възможно най-добрата основа за бъдещи покрития. Идеалният профил осигурява ключа към добрата адхезия и дълготрайността на покритието.

Макар този етап да не е задължителен, пропускането му рядко се препоръчва, ако се изисква цялостно и ефективно нанасяне на покритие върху избрания материал. Неуспешното бластиране на повърхност може да доведе до неравномерен или неестетичен финиш в най-добрия случай или до негоден за употреба и потенциално опасен продукт в най-лошия сценарий.

Идентично приложение на почистването е отстраняването на ръжда, което е изключително важно за редица индустриални сектори. Понякога този процес може да изисква високи разходи и много време, но сачмоструйната обработка позволява разходно ефективно и сравнително бързо отстраняване на ръждата. Процедурата може да се провежда регулярно или, ако ръждата е упорита, сачмоструйната обработка може да се приложи за отстраняване на цял слой и изравняване на материала. След това върху материала може да се нанесе защитно покритие, което да предотврати бъдещата поява на ръжда и да удължи експлоатационния живот на детайла.

 

Какво е оборудването

Макар сачмоструйната обработка да е високоефективен процес в правилните ръце, е жизненоважно да има разбиране относно същността на процедурата и нейните параметри. Недобре обмисленото прилагане на метода може да доведе до увреждане на обработвания материал, значителна загуба на материал, неефективност и дори до инциденти с членове на работния екип.

Въпреки че се предлагат различни инструменти за сачмоструйна обработка, всяка съвременна система се състои от 6 ключови компонента – система за разпределяне на дробинките, система за рециркулация, система за филтриране на въздуха, зона за бластиране, транспортна система и блок за управление.

Системата за разпределение на дробинките контролира прилагането им към метала. Това може да се осъществява по два начина – или чрез сгъстен въздух, или чрез затворена центрофуга. При разпределяне на дробинките чрез устройство със сгъстен въздух, то може да се инсталира и на механична ръка или да се насочва ръчно, което помага при обработката на по-малки детайли или на такива с необичайна форма. Ако се използва центрофуга, са необходими определен брой турбини, с помощта на които да се обхване цялостно повърхността на детайла. Това обикновено се провежда в затворена система, осигуряваща максимално ниво на безопасност.

Проблеми с ефективността на обработка могат да се получат, ако детайлът е с неправилни размери или е позициониран погрешно.
Ако дробинките не се рециркулират непрекъснато, процесът става неефективен и неикономичен. Поради това всяка машина за сачмоструйна обработка трябва да разполага със система за рециркулация на абразивните елементи. Тя обикновено представлява колекторен механизъм, който събира падналите дробинки и ги подава обратно в системата за разпределение. Дробинките се филтрират в машината, за да се отстранят потенциалните замърсители, след което се използват отново.

Един от основните рискове при провеждането на сачмоструйна обработка е свързан с малките частички, които могат да постъпят във въздуха. Това може да създаде лоша работна среда и поради това трябва да бъде контролирано. Превантивните мерки може да включват използването на екран, сменяеми касетъчни филтри или и двете. Важно е да се проверява дали прахоуловителното устройство е в изправност, тъй като генерирането на замърсители в големи обеми може да доведе до спад в ефективността на процеса и поставянето на работниците в риск.

Сачмоструйната обработка обикновено се извършва в кабини или камери, изработени от уякчени материали, за да се предотврати проникването на движещите се с висока скорост дробинки в околното пространство, където могат да рикошират и да повредят оборудване или да наранят оператора.
Когато се предприема сачмоструйна обработка, е от критично значение бластираният материал да е позициониран безопасно и правилно чрез системата за транспортиране на детайли. Ако задачата изисква високоскоростно повърхностно уякчаване, е важно да се потърси специализирано оборудване, за да се гарантира, че то няма да се повреди от дробинките и че може да се обхване цялата повърхност на детайла, без да се поставя операторът в риск.


Вижте още от Машини


Ключови думи: сачмоструйна обработка, металообработка, абразивна обработка, песъкоструйна обработка



Редактор на статията:

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

ДИЛЯНА ЙОРДАНОВА

Отговорен редактор

• Завършва специалност "Инженерна екология" в Химикотехнологичен и металургичен университет;


• Заема длъжността "Отговорен редактор" в издателство TLL Media от 2020 г.;

• Разполага с над 10 години опит в създаването на съдържание и писането на научни статии.

Контакт в LinkedIn


Top