サンドブラストの説明：プロセス、媒体、機能

サンドブラストは、洗浄、粗面化、表面処理に一般的に使用される技術です。圧縮空気を使用して研磨粒子を高速で推進し、部品表面の錆、塗料、汚染物質を除去します。この工程は、コーティングの適切な付着と材料の長寿命化のために製造業では不可欠です。この記事では、サンドブラスト工程の動作原理、装置の種類、一般的な研磨剤、機能について説明します。

サンドブラストの概要

サンドブラストは、圧縮空気を使用して部品の表面に微粒子を高速で吹き付けます。部品表面の洗浄、粗面化、錆の除去、塗装の剥離などに使用されます。研磨剤の力は物理的特性を変化させます。サンドブラストは多くの分野で非常に重要であり、機械的作用によって表面仕上げを制御する役割を果たします。

サンドブラスト工程は1870年代に始まる。ベンジャミン・チュー・ティルグマン将軍が、砂漠で窓に使われていたガラスを砂で研磨できることに着目し、特許を取得した。1904年、トーマス・ウェスリー・パングボーンによって改良が加えられ、彼はプロセスに圧縮空気を加えた。この変更により、このプロセスは適応性が高く効率的になり、さまざまな産業で広く使用されるようになった。

サンドブラストのステップ

準備だ： 部品の材質、形状、サイズに応じて、適切なサンドブラスト装置と研磨剤を選択するようにします。コンプレッサーの圧力やガンノズルなど、すべての設備が作動状態であることを確認する。安全眼鏡、マスク、保護服の着用など、安全な環境を確保すること。
ワークを固定する： ブラスト中にワークピースが動かないように、ワークピースが作業台に固定されていることを確認します。これにより、工程が均一かつ正確に保たれます。大きなワークピースや異形のワークピースを所定の位置に固定するには、特殊な固定具が必要です。
機材をセットする： ワークピースと目標に応じて設定を調整します。これには、エア圧の調整、ガンとワークの距離設定、ガンの角度、研磨剤の流量などが含まれます。薄いワークピースには、損傷を避けるために低圧に設定し、粗い表面には研磨剤の流量を増やします。
発破をかける： すべての準備が整うと、ワークピースがガンに保持され、事前に設定された経路と速度で移動します。オーバーブラストやアンダーブラストを避けるため、スムーズな動きを心がけてください。
品質チェック： ブラスト後、ワークピースが清浄かどうかを検査し凹凸.処理が不十分な部分があれば、その部分にさらにブラスト処理を行う。
掃除： すべてが完了したら、エリアを清掃し、未使用の研磨剤を回収し、装置を保管する。

サンドブラスト装置

研磨剤の供給方法によって、サンドブラスト装置は3つのタイプに分けられる：

吸引サンドブラスター

吸引式サンドブラスターは圧縮空気で作動する。スプレーガンの気流が高速であるため、ガン内の圧力が低くなり、研磨剤がパイプを通して吸い込まれる。研磨材は加圧された空気ビームを受け、処理すべき表面に向かって押し出されます。

圧力サンドブラスター

圧送式サンドブラスターも圧縮空気で作動する。このシステムでは、圧縮空気が研磨剤を混合するタンクを加圧します。タンク内で空気と混合された研掃材は、圧縮空気で加圧され、バルブで搬送パイプに押し込まれ、表面に吹き付けられる。

ウェットサンドブラスター

湿式サンドブラスターは、研磨液ポンプを使用して研磨剤と水の混合液をスプレーガンに供給します。その後、圧縮空気がガン内に入った研削液を加速し、表面に吹き付けます。この方法では、研磨剤と水を組み合わせて表面の洗浄と処理を行います。

湿式サンドブラスターは、ポンプを使用して水性研磨剤の混合物をブラストガンに運びます。空気によって液体が圧縮されてガンに入り、その後、処理が必要な表面に噴射されます。

サンドブラスト媒体

酸化アルミニウム

サンドブラスト用の最も一般的な研磨材。酸化アルミニウムは鋭利で耐久性があり、何度も再利用できます。さまざまな硬度等級と粒子径があり、幅広いプロジェクトに適しています。

ガラスビーズ

ガラスビーズは重金属やシリカを含まず、安全で無害です。球状のため、磨きやすく、明るく滑らかな仕上がりになります。何度も再利用できる。

プラスチックブラストメディア

プラスチックメディアは、積極的な剥離に適しており、安定した結果が得られます。金属、プラスチック、複合材から塗料を剥離できます。

炭化ケイ素

炭化ケイ素は最も硬い研磨材で、素早く切断します。小さな破片から始まり、ブラスト中に壊れます。このメディアは再利用が可能で、ガラスや石のエッチングやひどい錆の除去によく使用されます。

ガーネット

この研磨材は複雑なケイ酸塩鉱物のガーネットをベースにしており、切削力が高く、粒度が均一で、粉塵公害が少ない。

スチールショット

スチール・ショットは、金属表面の洗浄と研磨に使用される小さな鋼球から成る。いくつかの材料を剥がし、光沢のある滑らかな表面を作ります。

スチールグリット

スチールグリットは積極的なブラストに使用され、素早く作用し、さまざまな汚れを除去できます。表面が耐えられる限り、金属のエッチングに効果的です。

有機化合物

コーンコブやクルミ殻のような有機研磨剤は緑色です。コーンコブは木材の繊細なブラスト作業に使用され、クルミの殻はより研磨剥離作用がある。

サンドブラスト媒体比較表

研磨剤タイプ	硬度	表面仕上げ効果	主な用途
酸化アルミニウム	9 MH	ラフ	金属錆/酸化物除去、バリ取り、セラミック表面粗面化
ガラスグリット	5-6 MH	軽～中程度のクリーニング	ガラス彫刻、石材表面処理、軽金属洗浄
ガラスビーズ	5-6 MH	滑らかでマットな仕上がり	ステンレス鋼/アルミニウムのピーニング、精密部品洗浄、装飾マット仕上げ
炭化ケイ素	7 MH	極細カッティング	硬質材料（セラミックス、複合材料）切断、半導体精密研削
プラスチック研磨剤	2-4 MH	非常に軽いクリーニング	デリケートな素材（プラスチック、電子機器）のバリ取り、航空宇宙用複合材の洗浄
ガーネット	7-8 MH	中程度の粗さ	石材彫刻、船舶・パイプラインの防錆、ウォータージェット切断
スチールショット	60+ HRC	滑らかで均一なテクスチャー	重金属のスケール除去、表面硬化（自動車部品など）、ショットピーニング
スチールグリット	40-60 HRC	アグレッシブなカッティング	構造用鋼材の錆除去（橋梁、船舶）、コンクリート表面の形状測定

清潔さ

清浄度は、サンドブラスト後にワークピースから不純物がどの程度除去されるかを測定します。清浄度には主に2つの国際規格があります。1985年の米国の「SSPC-」規格と1976年のスウェーデンの「Sa-」規格です。Sa-規格には4つの等級があります：Sa-規格にはSa1、Sa2、Sa2.5、Sa3の4つの等級があり、世界中で一般的に使用されています。

Sa1グレード - これは米国のSSPC-SP7等級と同様、最も低いレベルである。簡単な手作業によるブラッシングとサンドペーパーによる研磨が含まれる。コーティングの保護は、無処理よりもわずかに優れている程度です。Sa1では、表面に目に見える油脂、錆、塗料がないことが望ましいが、軽微な汚染は残っている可能性がある。

Sa2グレード - 米国のSSPC-SP6等級に相当。このレベルでは、基本的な洗浄方法であるサンドブラストを使用します。ワークピースの表面には、目に見える油脂、汚れ、さび、塗料がないことが望ましいが、欠陥は表面の33%まで覆うことができる。わずかな錆やへこみ内の塗料は許容される。

Sa2.5グレード - これは業界ではニアホワイト・クリーニングと呼ばれる中古基準である。合格基準としてよく使われる。表面には、小さな影やわずかな変色、錆、塗装の欠陥など、5%以上の欠陥がないことが望ましい。

Sa3グレード - 米国のSSPC-SP5等級に相当する最高レベルで、ホワイト・クリーニングとも呼ばれる。表面は完全に清浄でなければならず、欠陥、錆、塗料は許されない。影や変色は一切許されない。

サンドブラスト粗さ

サンドブラスト粒は衝撃を受け、外側に跳ね返る。この衝撃により、表面に数千分の1インチのくぼみができ、これを基本パターンと呼びます。その跳ね返りによって、表面の一部が1000分の数インチ外側に突出する。低い部分を「谷」、高い部分を「山」と呼ぶ。砂粒が表面に衝突するたびに「谷」と「山」ができ、これが粗さを形成する理由である。単位はMILL（ミル）で、1ミルは1/1000秒。