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喷砂

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喷砂,又名喷丸打砂,针对素材表面进行的一种破坏性的加工方式,利用细小的研磨砂材颗粒对素材表面冲击,让表面产生像颗粒化般的凹陷使之形成雾面或侵蚀面,而达到除金锈、去毛刺、去氧化层、应力处理、摩擦系数调整、精密度调整、高附着力、美化、雾化、消光、提升素材表面的光洁度等效果。

历史

喷砂的过程是由本杰明·蒂尔曼(Benjamin Tilghman)在十九世纪末开发的。他于1870年制造了一台机器以便从工件表面容易地剥离锈和油漆。

1893年起工业界很快使用了这种不可或缺的技术以清洁大型工件表面。

Thomas Pangborn在1904年升级了蒂尔曼的想法,创造了一种现在称为喷砂机的机器。这种机器使用压缩空气结合了磨料(如沙),以清洁金属表面以备进一步使用。这种机器使用颗粒磨料,与空气压缩机和用手握持的喷嘴结合,空气和颗粒的组合从该空气压缩机和喷嘴释放。

现代喷砂机不仅限于清洁工业型表面,而且可以还用于艺术目的。艺术家使用这些机器在表面上制造独特的设计以用于美学目的。

喷砂在1918年,特别是在发现吸入颗粒可导致矽肺病这种危险的肺部疾病后,第一次使用了机器外壳。工人通过机器外壳上的屏幕观察,以便保护工作空间,让工人不会吸入任何危险的沙粒。 风扇的使用使得颗粒可以远离工人的面部。但这个过程对于工人来说仍然是危险的,因此喷砂器采取所有预防措施是相当重要的。

1939年后,随着喷砂器的发展,磨料不再仅限于沙子,砂以外的材料也被用于清洁金属表面。其他磨料有氧化铝、碳化硅、石英、玻璃珠、粉末磨料、塑料磨料、铜渣、钢砂、椰子壳、胡桃壳和水果石的颗粒等。

分类

一般来说,喷砂系统主要有封闭式和开放式两种。大型物件喷砂采开放式,但空气污染严重。人员若需进入开放式喷砂系统须著全套防护衣,保护人员不受伤,也避免粉尘吸入。 根据砂材(磨料)回收方式的不同,喷砂系统又可以分为机械式和气力式两种。机械式喷砂系统砂材回收由水平输送装置和提升装置完成;气力式喷砂系统砂材回收则主要依靠气流输送。 实践中应用较多的主要是气力输送式喷砂房。气力输送式喷砂房主要有六个装置,分别是房体、喷砂设备、砂材回收装置、通风除尘装置、砂材(磨料)分选装置和电控装置。也可以把砂材(磨料)回收和通风除尘合并来简化结构。

干式喷砂

干式喷砂是利用真空管以压缩空气为动力来加速研磨材料喷射或利用提升机搬动在以高速转盘利用离心力将砂材甩到工件上,进而对加工物进行表面处理的方法。最适于不适合水的工作物的表面加工。 按照砂材(磨料)射出方式分为离心式和气喷式。离心式利用叶轮转动叶片,将砂材往离心方向甩出;气喷式利用气体压力直接将砂材(磨料)射出。

湿式喷砂

所谓湿式喷砂是将研磨材与水的混合体以泵浦来搬送,利用高压空气的力量喷砂工作物来行表面加工的方法。 特长:

1. 因使用水的原因,不会有微粉沬飞散等环境污染问题。

2. 不伤加工物而能除去毛边 ( 表面凸出物 ) 及表面附着物的除去及洗净。

3. 表面均一的梨地面 ( 斑点花样 ) 加工,特别是在面粗度的要求加工上发挥威力。

4. 给加工面仅小的喷击效果,能改善、强化材质。

5. 以喷射出的水将除去后的异质物,清洗、流出。

工作过程

预处理

工件在喷砂前应进行表面清理.常用的方法有:电动打磨、溶剂清理、酸洗等

开始喷砂

砂材经由机器射出撞击表面,用以达到所需之目的

砂材(磨料)回收再利用

首先风机把砂材(磨料)、粉尘、气流都吸到过滤器中。含粉尘气体过滤中,粉尘附在过滤器外壁,干净气体则排出厂房外,还有部分回到喷砂房内。砂材(磨料)等会分到分选器,改变气流通道截面,调节分离比例。 主要分离过程为:砂材(磨料)和粉尘一同通过通道时,由于砂材较重,粉尘和气体会向上通过锥体之间的缝隙出来。砂材则掉进下面对额振动筛。然后振动筛再把磨料的粗的颗粒分开。这样循环分离出的干净砂材(磨料)将通过指定的筛孔进入喷砂罐。粉尘和气体再如上经过过滤器即可分离。

可运用于

1. 航太及国防工事工业

2. 电子产业

3. 汽机脚 ( 车 ) 制造工业

4. 压铸、锻造、射出、五金零件..等加工制造业

5. 电气用品、家具、家用品制造业

6. 化学品、玻璃、塑胶、染整业、橡胶&及食品工业

7. 艺品、饰品、贵金属、木材、石材加工业

8. 医疗事业

加工范围

金属类:金、银、铜、铁、不锈钢、铝、镁、钛 。

非金属类:压克力、波丽、玻璃、陶瓷、大理石及其他石材等。

其他材质:木材、竹器、植物果实、牛仔裤等。

喷砂的应用

表面清除加工:

金属的氧化层或热处理后的黑皮、表面细孔、金属或非金属之表面污锈清除、陶瓷表面黑点及着色去除或彩绘再生、橡胶模及重力压铸模之氧化物、残渣或离形剂之去除。

表面美/强化加工:

各种金属制品 ( 如:黄金,K金饰品,贵金属制品 ) 之装饰加工及电镀品之消光及柔光雾面处理,以及非金属制品 ( 如:压克力、波丽、玻璃、水晶玻璃 ) 之表面雾化处理 / 粗化处理以及能使加工物表面成金属光泽。让表面有"咬花"面的感觉与因表面粗糙经光线折射所产生不规则之反射晶亮.。表面硬度增强达到不易刮伤耐磨。

毛边 ( 头 ) 去除加工:

锌铝压铸品、塑胶、电木制品、电子零件,磁芯等毛边 ( 头 ) 去除之表面修整处理。

前处理加工:

粉体涂装、电镀、喷漆、铁氟龙 ( TEFLON )、PU、橡塑胶被覆、金属喷杆、镀钛、散热片等之前处理增加表面之附着力。

刻蚀加工:

贵金属蚀品、宝石、玉石、水晶、玛瑙、半宝石、雅石、古董、印章、石材、大理石墓碑、竹片、玻璃、陶瓷、木材等之表面修刻蚀处理。

工件应力消除加工:

航太工业、精密工业之零件清洁及应力消除,或国防武器之整修及消光除锈除漆处理等之应力消除加工处理。

电子零件加工:

硅芯片扩散后表面杂质的去除作业.硅芯片喷砂切割成小圆晶粒的刻蚀加工作业.电子零件封装业溢胶毛边的喷除.电子零件成品表面 印字的去除.陶瓷电热材质之清洁。

模具加工:

模具表面的梨地加工 ( 喷砂 )、模具咬花及雾面处理、增加模具被覆PU之附着力、线切割模,玻璃模,轮胎模,电木模,电镀模,按键模,塑胶制品模、鞋模、导电橡胶模、轮胎模及电子产品模具的清洁及雾面处理。

大工作物之加工:

大型工件如油槽,化学槽,船壳,钢构,铁皮屋,货柜,汽车工业等之除锈,除漆,维修处理。

医学科学:

医疗疗程运用如牙齿喷砂美白、磨皮去角质化

喷砂砂材总类【研磨材料】

金钢砂,碳化硅,氧化铝,玻璃珠,不锈钢珠,铜珠,铝珠,陶瓷珠,钢珠,钢砾,树脂砂, 塑胶砂,核桃粒,锆砂等。


喷砂实体运用举例

1. 精品皮件、首饰、手表业 : 金属之电镀前处理皮革表面消光、柔光、雾面处理、质感。

2. 高级眼镜 : 金属镜架应力消除防变形、电镀前处理、胶质镜架、摩擦系数、调整防止滑落、增加美观。

3. 高级灯饰 : 防止氧化、玻璃柔光、雾化、雕刻。

4. 高级厨具 : 不锈钢处理、烤前处理、增加使用年限、抗蚀性,欧美炉架法炉具前处理、防锈抗氧化、金属应力处理、而热抗变形。

5. 高级运动器材零组件: 消除零件车架应力、防止变形、烤漆电镀前处理,增加使用年限。

6. 高级牛仔衣裤 : 布面喷白,形成自然风格。

7. 高级家电制品 : 电子零件封装作业、溶胶毛边处理、主机外壳表面雾化、喷砂石刻。

8. 高级车零组件 : 透过喷砂增加金属耐磨性、抗蚀性。

9. 玻璃制品 : 晶莹剔透的玻璃世界来自喷砂的巧夺天工。

10. 珠宝 : 爱不释手的珠宝,来自喷砂自然的洗练。

11. 艺术精品 : 独特的喷砂技术~创造出完美的产品。

12. 陶磁制品 : 千古以来陶器与磁器的交战─竟在喷砂的世界中得到妥协─而在人们心中成为最爱。

13. 不锈钢、玻璃雕刻 : 品味质感,透过喷砂的洗礼益见珍藏。

14. 高级家俱 : 恬适的家居生活─来自喷砂的精雕细琢。

15. 卫浴设备 : 金属部分电镀前处理,增加抗蚀性、增加美观质感,磁砖部分,增加防滑、抗爆性、镜面雾化、玻璃图案雕刻。

16. 钢铁梁柱 : 钢铁工作表面之铸砂,锈皮或氧化膜脱落。防蚀涂装工程在钢构中也是很重要的一环,为热镀锌与油漆防蚀处理之前处理。

参考文献

[1]

  1. ^ Piece. The history of sandblasting. 1 Mar 2013 [2017-02-16]. (原始内容存档于2017-02-16). 
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