サンドブラストの説明 – 定義、プロセスなど

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サンドブラストという用語は、圧縮空気を使用して研磨材を表面に吹き付けることを指します。 サンドブラストは、すべての研磨ブラスト法の総称としてよく使用されますが、研磨媒体が回転ホイールによって推進されるショット ブラストとは異なります。

サンドブラスト処理は、1870 年代に砂漠で砂が窓を研磨する効果を観察した後、ベンジャミン チュー ティルマン将軍によって初めて特許を取得しました。 Thomas Wesley Pangborn は、1904 年に圧縮空気を追加することで、この概念をさらに推し進めました。

歴史についてはこれで十分なので、本題に入りましょう。

サンドブラストとは何ですか?

サンドブラストは研磨ブラストとも呼ばれ、表面の汚染を除去し、粗い表面を滑らかにし、滑らかな表面を粗くするために使用される方法です。。 これは、安価な機器のおかげでかなり低コストの手法であり、シンプルでありながら高品質の結果が得られます。

サンドブラストは、ショット ブラストと比較して、より穏やかなアブレーション ブラスト技術と考えられています。 ただし、強度はサンドブラスト装置の種類、圧縮空気の圧力、使用する研磨媒体の種類によって異なります。

サンドブラストでは、強度の軽い塗料や表面汚れの除去など、さまざまな用途に効果的な研磨材を幅広く選択できます。 このプロセスは、傷つきやすい電子部品や腐食したコネクタを丁寧に洗浄するのにも最適です。 より大きな研磨力を必要とする他のサンドブラスト用途では、高圧設定とより研磨性の高いショットメディアを使用する場合があります。

サンドブラストのプロセスはどのように行われますか?

サンドブラスト プロセスは、サンドブラスターを使用してサンドブラスト メディアを表面に噴射することで機能します。 サンドブラスターには、ブラスト ポットと空気取り入れ口という 2 つの主要なコンポーネントがあります。 ブラストポットは研磨性のブラストメディアを保持し、バルブを通して粒子を注ぎます。 空気取り入れ口は、チャンバー内の媒体に圧力を加えるエアコンプレッサーによって動力を供給されます。 ノズルから高速で出て、表面に強い衝撃を与えます。

サンドブラストは、破片を除去し、表面をきれいにし、塗料を除去し、材料の表面仕上げを改善することができます。 その結果は研磨剤の種類とその特性に大きく依存します。

最新のサンドブラスト装置には、使用済みのメディアを回収してブラスト ポットに補充する回収システムが備わっています。

サンドブラスト装置

1. コンプレッサー – コンプレッサー (90 ～ 100 PSI) は、研磨媒体を材料の表面に押し出す加圧空気を供給します。 適切なサンドブラスト コンプレッサーを選択する際には、圧力、容量、馬力が考慮すべき重要な要素となることがよくあります。
2. サンドブラスター – サンドブラスター (18 ～ 35 CFM – 立方フィート/分) は、圧縮空気を使用して研磨媒体を材料上に送り出します。 工業用サンドブラスターは適用範囲が広いため、より高い体積流量 (50 ～ 100 CFM) が必要です。 サンドブラスターには次の 3 種類があります。 重力で供給される、 プレッシャーブラスター (陽圧)、および サイフォンサンドブラスター (負圧)。
3. ブラストキャビネット – ブラストキャビネットは、小型でコンパクトな密閉システムであるポータブルブラストステーションです。 通常、キャビネット、研磨剤ブラスト システム、リサイクル、集塵の 4 つのコンポーネントで構成されます。 ブラストキャビネットは、オペレータの手用のグローブホールと、ブラストを制御するためのフットペダルを使用して操作されます。
4. ブラストルーム – ブラストルームは、通常は商業目的で使用されるさまざまな機器を収容できる施設です。 航空機部品、建設機械、自動車部品は、ブラストルームで快適にサンドブラストできます。
5. 爆風回復システム – 最新のサンドブラスト装置には、サンドブラスト媒体を回収するブラスト回収システムが備わっています。 また、メディア汚染の原因となる可能性のある不純物も除去します。
6. 極低温バリ取りシステム – 低温から 極低温デフラッシュ このシステムにより、ダイカスト、マグネシウム、プラスチック、ゴム、亜鉛などの材料の安全なバリ取りが可能になります。
7. ウェットブラスト装置 – ウェットブラストでは、研磨剤ブラスト媒体に水を組み込んで、摩擦による過熱を軽減します。 また、ワークピースの対象領域のみを研磨するため、ドライブラストに比べて穏やかな研磨方法でもあります。

サンドブラストメディア

名前が示すように、サンドブラストの初期の形式では、その入手可能性から主に砂が使用されていましたが、水分含有量や汚染物質の形で欠点がありました。 研磨剤としての砂の主な懸念は、健康上のリスクです。 砂に含まれるシリカ粉塵粒子を吸入すると、珪肺や肺がんなどの重篤な呼吸器疾患を引き起こす可能性があります。 したがって、現在では砂はほとんど使用されず、幅広い最新の研磨材が砂の代わりに使用されています。

ブラスト媒体は、希望する表面仕上げや用途に応じて異なります。 一般的なブラスト媒体には次のようなものがあります。

1. 酸化アルミニウムグリット (8-9 MH – モース硬度スケール) – このブラスト材は非常に鋭利で、準備や表面処理に最適です。 何度も繰り返し使えるので経済的です。
2. ケイ酸アルミニウム（石炭スラグ） (6-7 MH) – 石炭火力発電所のこの副産物は、安価で必要不可欠な媒体です。 石油業界や造船業界ではオープンブラスト作業でこれを使用していますが、環境に暴露すると有毒です。
3. 砕いたガラスの砂 (5-6 MH) – ガラスグリットブラストでは、無毒で安全なリサイクルガラスビーズを使用します。 このサンドブラスト媒体は、表面からコーティングや汚染を除去するために使用されます。 粉砕したガラスグリットは水と一緒に使用することもできます。
4. ソーダ (2.5 MH) – 重炭酸ソーダ ブラストは、金属の錆を優しく除去し、下の金属を損傷することなく表面を洗浄するのに効果的です。 重炭酸ナトリウム (重曹) は、通常のサンドブラストの 70 ～ 120 psi の圧力と比較して、20 psi の低圧力で噴射されます。
5. スチールグリット＆スチールショット (40 ～ 65 HRC) – スチール研磨材は、迅速な剥離能力があるため、洗浄やエッチングなどの表面処理プロセスに使用されます。
6. スタウロライト (7 MH) – このブラスト媒体は鉄と珪砂のケイ酸塩で、錆やコーティングのある薄い表面の除去に最適です。 一般的に鉄鋼の製造、タワー建設、薄型貯蔵容器などに使用されます。

上記以外にも、さまざまなメディアが利用可能です。 入手可能な研磨媒体の中で最も硬い炭化ケイ素や、クルミの殻やトウモロコシの穂軸などの有機ショットも使用できます。 一部の国では現在でも砂が使用されていますが、健康上のリスクが正当化されていないため、この慣行には疑問があります。

ショットメディアのプロパティ

各タイプのショット メディアには、使用するメディアを選択する際にオペレータが考慮できる次の 4 つの主な特性があります。

1. 形 – 角度のあるメディアは鋭くて不規則なエッジを持っているため、ペイントの除去などに効果的です。 丸いメディアは角のあるメディアよりも研磨作用が穏やかで、表面は磨かれたような外観になります。
2. サイズ – サンドブラストの一般的なメッシュ サイズは次のとおりです。 20/40、40/70、 そして 60/100。 大きなメッシュ プロファイルは積極的な用途に使用され、小さなメッシュ プロファイルは最終製品を製造するための洗浄または研磨に使用されます。
3. 密度 – 密度が高いメディアは、一定の速度でブラスト ホースによって推進されるため、金属表面により多くの力がかかります。
4. 硬度 – 硬い研磨剤は、柔らかい研磨剤と比較して、プロファイル表面に大きな衝撃を与えます。 サンドブラスト目的のメディアの硬度は、多くの場合、モース硬度スケール (1 ～ 10) で測定されます。 モース硬度は鉱物および合成材料の硬度を測定します。、より硬い材料がより柔らかい材料を傷つける能力を通じて、さまざまな鉱物の耐傷性を特徴付けます。

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