Cos'è la sabbiatura e come funziona?

Cos'è la sabbiatura?

La sabbiatura è un processo che sfrutta l'impatto di un flusso abrasivo ad alta velocità per pulire e irruvidire la superficie di un substrato. Utilizza aria compressa come fonte di energia per generare un getto ad alta velocità, che proietta sulla superficie del pezzo materiali abrasivi come scorie di rame, sabbia di quarzo o ossido di alluminio. Questa azione altera la finitura superficiale o la forma del pezzo.

L'impatto e l'azione di taglio degli abrasivi sulla superficie del pezzo in lavorazione consentono di raggiungere un livello specifico di pulizia e una rugosità superficiale definita. Questo processo migliora le proprietà meccaniche della superficie, aumentando la resistenza alla fatica del pezzo e l'adesione tra il pezzo e i rivestimenti successivi. Di conseguenza, prolunga la durata del film di vernice e contribuisce a ottenere strati di rivestimento migliori e un'estetica migliore.

Processo di sabbiatura

La fase di pretrattamento prevede la preparazione della superficie del pezzo prima dell'applicazione di un rivestimento protettivo o di una placcatura. La qualità di questo pretrattamento di sabbiatura influenza significativamente l'adesione, l'aspetto, la resistenza all'umidità e la resistenza alla corrosione del rivestimento. Un pretrattamento inadeguato consente alla corrosione di continuare a diffondersi sotto il rivestimento, causando sfaldamenti su larga scala. Test di esposizione comparativi hanno dimostrato che le superfici pulite con cura possono avere una durata da 4 a 5 volte superiore rispetto a quelle sottoposte a una semplice pulizia.

La fase di sabbiatura utilizza aria compressa per generare un getto ad alta velocità che proietta l'abrasivo sulla superficie del pezzo, modificandone la finitura esterna. L'impatto e l'azione di taglio dell'abrasivo raggiungono un livello di pulizia specifico e diversi profili di rugosità, migliorando così le proprietà meccaniche della superficie del pezzo.

Tipi di attrezzature per la sabbiatura

Le sabbiatrici sono generalmente suddivise in due categorie principali: sabbiatrici a secco e sabbiatrici a umido o a liquido. Le sabbiatrici a secco sono ulteriormente classificate in ad aspirazione e a pressione.

(1) Macchina per sabbiatura ad aspirazione

Una macchina completa per la sabbiatura a secco ad aspirazione è in genere composta da 6 sistemi: la cabina/struttura, il sistema di alimentazione del materiale abrasivo, il sistema di tubazioni, il sistema di aspirazione delle polveri, il sistema di controllo e i sistemi ausiliari. I sistemi ad aspirazione utilizzano aria compressa come fonte di alimentazione. Il flusso d'aria ad alta velocità crea una pressione negativa all'interno della pistola di sabbiatura, aspirando il materiale abrasivo attraverso un tubo flessibile di alimentazione nella pistola. Il materiale abrasivo viene quindi accelerato ed espulso attraverso l'ugello sulla superficie del pezzo da lavorare per ottenere l'effetto di lavorazione desiderato. In questo tipo di macchina, l'aria compressa funge sia da potenza di alimentazione del materiale abrasivo che da potenza di accelerazione del getto.

(2) Macchina per sabbiatura a pressione

Un'unità completa di sabbiatura a secco a pressione è in genere composta da quattro sistemi principali: il serbatoio/vaso a pressione, il sistema di alimentazione del materiale abrasivo, il sistema di tubazioni e il sistema di controllo. I sistemi a pressione utilizzano aria compressa per generare la pressione di esercizio all'interno del serbatoio a pressione. Questa pressione spinge il materiale abrasivo attraverso la valvola di dosaggio nel tubo flessibile di sabbiatura e fuori dall'ugello, proiettandolo sulla superficie del pezzo per ottenere il risultato di lavorazione desiderato. In questo sistema, l'aria compressa funge sia da potenza di alimentazione del materiale abrasivo che da potenza di accelerazione del getto.

(3) Macchina per sabbiatura a umido

Il vantaggio più significativo della sabbiatrice a liquido rispetto alla sabbiatrice a secco è l'efficace controllo dell'inquinamento da polvere durante il processo di sabbiatura, migliorando l'ambiente di lavoro dell'operatore. Tipicamente è composta da cinque sistemi: la cabina/struttura, il sistema di alimentazione della miscela abrasiva, il sistema di tubazioni, il sistema di controllo e i sistemi ausiliari. La sabbiatrice a liquido utilizza una pompa per la miscela abrasiva per alimentare la miscela abrasiva. La pompa per la miscela abrasiva invia la miscela uniformemente miscelata alla pistola di sabbiatura. L'aria compressa viene utilizzata come forza di accelerazione, immettendosi nella pistola tramite un condotto di aria compressa. All'interno della pistola, l'aria compressa accelera la miscela in ingresso, che viene poi espulsa attraverso l'ugello sulla superficie del pezzo per raggiungere l'obiettivo di lavorazione previsto. In questo sistema, la pompa per la miscela abrasiva fornisce la forza di alimentazione e l'aria compressa fornisce la forza di accelerazione.

Gradi di pulizia della sabbiatura

Esistono due standard internazionali rappresentativi per la pulizia delle superfici dopo la sabbiatura: lo standard americano SSPC, stabilito nel 1985, e lo standard svedese Sa, stabilito nel 1976. Lo standard Sa, che è lo standard comune accettato a livello internazionale, è suddiviso in quattro gradi: Sa1, Sa2, Sa2.5 e Sa3. I dettagli sono i seguenti:

(1) Grado Sa1

Equivalente a US SSPC-SP7. Questo grado si ottiene utilizzando semplici metodi manuali come la spazzolatura metallica o la carteggiatura. È il più basso dei quattro gradi di pulizia, offrendo una protezione del rivestimento solo leggermente migliore rispetto a un pezzo non trattato. La superficie del pezzo deve essere priva di olio visibile, grasso, residui di calamina, ruggine e vernice. Sa1 è anche noto come sabbiatura a spazzola.

(2) Grado Sa2

Equivalente alla norma statunitense SSPC-SP6. Questo grado si ottiene mediante sabbiatura abrasiva (o pallinatura). È il grado più basso per la sabbiatura abrasiva vera e propria e rappresenta un requisito generale, ma offre una protezione del rivestimento significativamente migliore rispetto alla pulizia manuale. La superficie del pezzo deve essere priva di olio, grasso, sporco, calamina, ruggine, vernice, ossidi, prodotti di corrosione e altri corpi estranei visibili, ad eccezione delle macchie (imperfezioni). Tuttavia, queste imperfezioni sono limitate a non più del 3% della superficie e possono includere leggere ombreggiature, lievi scolorimenti dovuti a imperfezioni/corrosioni/ruggine e leggere imperfezioni dovute a calamina o vernice. Se la superficie originale presentava delle cavità, lievi tracce di ruggine e vernice potrebbero rimanere sul fondo di queste cavità. La classificazione Sa2 è anche definita sabbiatura commerciale.

(3) Grado Sa2.5

Si tratta del grado più utilizzato nel settore e spesso funge da requisito tecnico e standard di accettazione. Sa2.5 è anche definito "sabbiatura quasi bianca". I requisiti sono gli stessi della prima metà dello standard Sa2, ma le imperfezioni sono limitate a non più del 5% della superficie e possono includere leggere ombreggiature, lievi scolorimenti dovuti a imperfezioni/corrosioni/ruggine e leggere imperfezioni dovute a calamina o vernice.

(4) Grado Sa3

Equivalente alla norma statunitense SSPC-SP5. Si tratta del grado di trattamento più elevato del settore, noto anche come sabbiatura a metallo bianco. I requisiti sono gli stessi della norma Sa2.5, ma non è consentita la tolleranza del 5% per ombre, imperfezioni, ruggine, ecc.

Applicazioni della sabbiatura

La sabbiatura rimuove tutti i contaminanti, come ruggine e calamina, dalla superficie del pezzo e crea un profilo superficiale cruciale, comunemente chiamato "dente di ancoraggio". Regolando la granulometria delle particelle abrasive, è possibile ottenere diversi livelli di rugosità, migliorando la forza di adesione tra il pezzo e il materiale applicato. anodizzazione o strato di placcatura. Garantisce inoltre un'adesione più forte e di qualità superiore per i componenti incollati.

Pulizia e lucidatura

La sabbiatura rimuove efficacemente tutti i contaminanti dalla superficie di pezzi fusi e forgiati e di componenti sottoposti a trattamento termico, come calamina, olio e altri residui. Lucida la superficie, migliorandone la finitura superficiale e rivelando il colore naturale uniforme e uniforme del metallo, con un risultato esteticamente più gradevole.

Sbavatura e finitura superficiale

La sabbiatura può rimuovere piccole sbavature dalla superficie di Parti lavorate a CNC, ottenendo una superficie più piatta e liscia. Questo elimina gli effetti negativi delle bave e migliora la qualità complessiva del pezzo. Inoltre, la sabbiatura può creare raggi piccoli e precisi alle intersezioni delle superfici, conferendo al pezzo un aspetto più raffinato e preciso.

Miglioramento delle proprietà meccaniche

Dopo la sabbiatura, si crea una superficie uniforme e a grana fine, in grado di trattenere l'olio lubrificante. Ciò migliora le condizioni di lubrificazione, riduce la rumorosità e prolunga la durata dei componenti meccanici.

Finitura decorativa

Per alcuni pezzi speciali, la sabbiatura può produrre finiture riflettenti o opache specifiche, a seconda delle esigenze. Tra gli esempi rientrano la finitura satinata/opaca su parti in acciaio inossidabile, la lucidatura di materie plastiche, la lucidatura di giada, l'opacizzazione di superfici di mobili in legno, la creazione di motivi su vetro smerigliato e l'irruvidimento di superfici in tessuto.

Considerazioni sulla sabbiatura

 Prima di iniziare il lavoro, è obbligatorio indossare tutti i dispositivi di protezione individuale. È vietato lavorare a mani nude.

• Il lavoro deve essere svolto da almeno due persone.
• I serbatoi di accumulo dell'aria, i manometri e le valvole di sicurezza devono essere controllati e tarati periodicamente. Il serbatoio dell'aria deve essere svuotato dalla polvere/umidità accumulata ogni due settimane e il filtro nel contenitore abrasivo deve essere ispezionato mensilmente.
• Verificare che i condotti di ventilazione e le porte della sabbiatrice siano adeguatamente sigillati.
• L'impianto di ventilazione e aspirazione delle polveri deve essere acceso almeno 5 minuti prima di iniziare la sabbiatura. La sabbiatura è vietata in caso di malfunzionamento dell'impianto di ventilazione e aspirazione delle polveri.
• La valvola dell'aria compressa deve essere aperta lentamente e la pressione dell'aria non deve superare 0.8 MPa (circa 116 psi).
• La dimensione delle particelle abrasive deve essere adeguata ai requisiti del lavoro, in genere compresa tra 10 e 20 mesh, e il mezzo abrasivo deve essere mantenuto asciutto.
• Quando la sabbiatrice è in funzione, è vietato l'avvicinamento al personale non autorizzato. La macchina deve essere spenta prima di eseguire qualsiasi pulizia o regolazione delle parti mobili.
• L'aria compressa non deve essere utilizzata per soffiare via la polvere dal corpo o per fare giochi.
• Una volta completato il lavoro, l'impianto di ventilazione e di aspirazione della polvere deve continuare a funzionare per altri 5 minuti prima di essere spento, per evacuare la polvere residua e mantenere pulita l'area di lavoro.

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