샌드 블라스팅이란 무엇이고 어떻게 작동하나요?

모래 발파

샌드 블라스팅이란?

샌드 블라스팅은 고속 연마재 흐름의 충격을 이용하여 기판 표면을 세척하고 거칠게 만드는 공정입니다. 압축 공기를 동력원으로 사용하여 고속 제트를 생성하고, 이 제트는 구리 슬래그, 석영 모래 또는 산화 알루미늄과 같은 연마재를 가공물 표면에 분사합니다. 이러한 작용은 가공물의 표면 마감이나 형상을 변화시킵니다.

샌드 블라스팅 공정

연마 매체가 공작물 표면에 가하는 충격 및 절삭 작용은 특정 수준의 청결도와 정의된 표면 거칠기를 달성합니다. 이 공정은 표면의 기계적 특성을 개선하여 공작물의 피로 저항성을 향상시키고 공작물과 후속 코팅 사이의 접착력을 증가시킵니다. 결과적으로 도막의 내구성을 높이고 더 나은 코팅층과 미관을 구현하는 데 도움이 됩니다.

샌드 블라스팅 프로세스

전처리 단계는 보호 코팅이나 도금을 적용하기 전에 작업물 표면을 준비하는 단계입니다. 이 샌드블라스팅 전처리의 품질은 코팅의 접착력, 외관, 내습성 및 내식성에 상당한 영향을 미칩니다. 전처리가 부실하면 부식이 코팅 아래로 계속 확산되어 대규모 박리 현상이 발생합니다. 비교 노출 시험 결과, 세심하게 세척한 표면은 단순 세척만 한 표면보다 수명이 4~5배 더 길어질 수 있는 것으로 나타났습니다.

샌드 블라스팅 단계는 압축 공기를 이용하여 고속 분사를 생성하고, 이 분사는 연마재를 공작물 표면에 분사하여 외부 표면을 변화시킵니다. 연마재의 충격 및 절삭 작용은 특정 수준의 청정도와 다양한 조도 프로파일을 달성하여 공작물 표면의 기계적 특성을 향상시킵니다.

샌드 블라스팅 장비의 종류

샌드 블라스팅 기계는 일반적으로 건식 블라스팅 기계와 습식 블라스팅 기계 또는 액체 블라스팅 기계의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 건식 블라스팅 기계는 흡입식과 압력식으로 더 세분화됩니다.

(1) 흡입 분사기

완전한 흡입식 건식 블라스팅 기계는 일반적으로 캐비닛/구조, 미디어 동력 시스템, 배관 시스템, 집진 시스템, 제어 시스템, 그리고 보조 시스템의 6가지 시스템으로 구성됩니다. 흡입-공급 시스템은 압축 공기를 동력원으로 사용합니다. 고속 기류는 블라스팅 건 내부에 음압을 생성하여 연마재를 공급 호스를 통해 건으로 끌어당깁니다. 그런 다음, 연마재는 가속되어 노즐을 통해 작업물 표면으로 분사되어 원하는 가공 효과를 얻습니다. 이러한 유형의 기계에서 압축 공기는 미디어 공급 동력과 제트 가속 동력을 모두 담당합니다.

흡입 건식 분사기

(2) 압력 분사기

완전한 압력 건식 블라스팅 장치는 일반적으로 압력 용기/탱크, 미디어 동력 시스템, 배관 시스템, 그리고 제어 시스템의 네 가지 주요 시스템으로 구성됩니다. 압력 시스템은 압축 공기를 이용하여 압력 용기 내부에 작동 압력을 형성합니다. 이 압력은 연마 매체를 계량 밸브를 통해 블라스팅 호스로 밀어 넣고 노즐을 통해 배출하여 원하는 가공 결과를 얻기 위해 가공물 표면에 분사합니다. 이 시스템에서 압축 공기는 매체 공급 동력과 제트 가속 동력을 모두 담당합니다.

압력 샌드 블라스팅 머신

(3) 습식 분사기

건식 블라스팅 기계에 비해 액체 블라스팅 기계의 가장 큰 장점은 블라스팅 공정 중 먼지 오염을 효과적으로 제어하여 작업자의 작업 환경을 개선한다는 것입니다. 일반적으로 캐비닛/구조, 슬러리 동력 시스템, 배관 시스템, 제어 시스템 및 보조 시스템의 5가지 시스템으로 구성됩니다. 액체 블라스팅 기계는 슬러리 펌프를 사용하여 연마 혼합물을 공급합니다. 슬러리 펌프는 균일하게 혼합된 슬러리를 블라스팅 건으로 전달합니다. 압축 공기는 가속력으로 사용되며, 에어라인을 통해 건으로 들어갑니다. 건 내부에서 압축 공기는 유입되는 슬러리를 가속하고, 슬러리는 노즐을 통해 작업물 표면으로 분사되어 의도된 가공 목표를 달성합니다. 이 시스템에서 슬러리 펌프는 공급력을 제공하고 압축 공기는 가속력을 제공합니다.

습식 모래 분사기

샌드 블라스팅 청결 등급

샌드블라스팅 후 표면 청결도에 대한 대표적인 국제 표준으로는 1985년에 제정된 미국 SSPC 표준과 1976년에 제정된 스웨덴 Sa 표준이 있습니다. 국제적으로 인정된 공통 표준인 Sa 표준은 Sa1, Sa2, Sa2.5, Sa3의 네 가지 등급으로 나뉩니다. 자세한 내용은 다음과 같습니다.

(1) Sa1등급

미국 SSPC-SP7과 동등합니다. 이 등급은 와이어 브러싱이나 사포질과 같은 간단한 수동 방식으로 달성됩니다. 네 가지 청정도 등급 중 가장 낮은 등급으로, 처리되지 않은 가공물보다 코팅 보호력이 약간 더 좋습니다. 가공물 표면에는 눈에 띄는 오일, 그리스, 잔류 밀스케일, 녹, 잔류 페인트가 없어야 합니다. Sa1은 브러시 오프 블라스팅이라고도 합니다.

(2) Sa2등급

미국 SSPC-SP6에 해당합니다. 이 등급은 연마 블라스팅(또는 쇼트 블라스팅)을 사용하여 달성됩니다. 실제 연마 블라스팅에서 가장 낮은 등급이며 일반적인 요건을 충족하지만, 수동 세척보다 훨씬 우수한 코팅 보호력을 제공합니다. 작업물 표면에는 얼룩(흠집)을 제외하고 눈에 띄는 오일, 그리스, 먼지, 밀스케일, 녹, 페인트, 산화물, 부식 생성물 및 기타 이물질이 없어야 합니다. 그러나 이러한 흠집은 표면적의 3% 이하로 제한되며, 약간의 그림자, 흠집/점/녹으로 인한 경미한 변색, 그리고 가벼운 밀스케일 또는 페인트 흠집이 포함될 수 있습니다. 원래 표면에 흠집이 있는 경우, 흠집 바닥에 약간의 녹과 페인트 흔적이 남아 있을 수 있습니다. Sa2는 상업용 블라스팅이라고도 합니다.

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(3) Sa2.5등급

이 등급은 업계에서 가장 많이 사용되는 등급이며, 종종 승인 기술 요건 및 표준으로 사용됩니다. Sa2.5는 백색 블라스팅(near-white blasting)이라고도 합니다. 요건은 Sa2 표준의 전반부와 동일하지만, 흠집은 표면적의 5% 이하로 제한되며, 약간의 그림자, 흠집/점/녹으로 인한 경미한 변색, 그리고 가벼운 밀스케일 또는 페인트 흠집이 포함될 수 있습니다.

(4) Sa3등급

미국 SSPC-SP5와 동등합니다. 업계 최고 처리 등급으로, 화이트 메탈 블라스팅 세척이라고도 합니다. 요건은 Sa2.5와 동일하지만, 그림자, 흠, 녹 등에 대한 5% 허용치는 허용되지 않습니다.

샌드 블라스팅의 응용

샌드 블라스팅은 작업물 표면에서 녹이나 밀스케일과 같은 모든 오염 물질을 제거하고 앵커 패턴 또는 "치형"이라고 하는 중요한 표면 프로파일을 생성합니다. 연마 입자 크기를 조절하여 다양한 거칠기 수준을 달성하고, 작업물과 도포된 재료 사이의 접착력을 향상시킬 수 있습니다. 양극 산화 처리 또는 도금층입니다. 또한 접합된 부품의 접착력을 더욱 강화하고 고품질로 유지합니다.

청소 및 연마

샌드 블라스팅은 주조 및 단조 부품과 열처리 후 부품 표면의 밀스케일, 오일 및 기타 잔여물과 같은 모든 오염 물질을 효과적으로 제거합니다. 표면을 연마하여 표면 마감을 향상시키고 금속의 균일하고 일관된 자연스러운 색상을 드러내어 더욱 미적으로 아름다운 외관을 만들어냅니다.

샌드 블라스팅 전후

디버링 및 표면 마무리

모래 분사는 표면의 미세한 버를 제거할 수 있습니다. CNC 가공 부품, 더 평평하고 매끄러운 표면을 얻을 수 있습니다. 이는 버(burr)의 해로운 영향을 제거하고 가공물의 전반적인 품질을 향상시킵니다. 또한, 블라스팅은 표면 교차점에 작고 정밀한 반경을 생성하여 부품을 더욱 세련되고 정밀하게 보이게 합니다.

기계적 성질의 개선

샌드 블라스팅 후, 윤활유를 유지할 수 있는 균일하고 미세한 표면 질감이 형성됩니다. 이는 윤활 조건을 개선하고, 소음을 줄이며, 기계 부품의 수명을 연장합니다.

장식 마감

특정 특수 소재의 경우, 샌드 블라스팅을 통해 필요에 따라 특정 반사 또는 무광 마감을 구현할 수 있습니다. 예를 들어 스테인리스 스틸 부품의 새틴/무광 마감, 플라스틱 광택, 옥 광택, 목재 가구 표면의 무광 마감, 젖빛 유리에 무늬 만들기, 직물 표면 거칠기 등이 있습니다.

샌드 블라스팅 고려 사항

 작업 시작 전 모든 보호 장비를 착용해야 합니다. 맨손으로 작업하는 것은 금지되어 있습니다.

  • 이 작업은 최소 2명이 수행해야 합니다.
  • 공기 저장 탱크, 압력계, 안전 밸브는 정기적으로 점검 및 교정해야 합니다. 공기 탱크는 2주마다 누적된 먼지/습기를 배출하고, 연마 용기의 필터는 매달 점검해야 합니다.
  • 환기 덕트와 모래 분사 장비 도어가 제대로 밀폐되어 있는지 확인하세요.
  • 분사 작업 시작 전 최소 5분 전에 환기 및 집진 장비를 켜야 합니다. 환기 및 집진 장비가 제대로 작동하지 않으면 모래 분사 작업을 금지합니다.
  • 압축 공기 밸브는 천천히 열어야 하며, 공기 압력은 0.8MPa(약 116psi)를 초과해서는 안 됩니다.
  • 연마 입자 크기는 작업 요구 사항에 적합해야 하며, 일반적으로 10~20메시 범위여야 하며, 연마 매체는 건조하게 유지해야 합니다.
  • 샌드블라스팅 장비 작동 중에는 허가받지 않은 인원의 접근이 금지됩니다. 가동 부품을 청소하거나 조정하기 전에는 장비를 반드시 꺼야 합니다.
  • 압축공기는 신체의 먼지를 불어내거나 장난치는 데 사용해서는 안 됩니다.
  • 작업이 완료된 후에는 잔여 먼지를 배출하고 깨끗한 작업 공간을 유지하기 위해 환기 및 먼지 제거 장비를 5분 더 계속 작동시킨 후 꺼야 합니다.

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프로드 후의 사진
프로드 후

프로드 후는 쓰촨 대학교에서 기계공학 학사 학위를 취득했으며, 제품 개발 및 제조 분야에서 5년 이상의 경력을 보유하고 있습니다. 그는 기술 콘텐츠를 제작하며 중국 둥관에 거주하고 있습니다.

시작해 보겠습니다.