噴砂相關問題一次說清楚

噴砂是很多人經常詢問的一種工法,因為原理也相當簡單,所以我們在這裡用一篇文章做簡單介紹,順便回答一些很常見的相關問題。

封閉式噴砂與開放式噴砂

封閉式噴砂

封閉式噴砂就是一般最常見的箱式噴砂機啦,箱體本身的結構從很小很簡易的到大型較複雜的都有,使用方式就是把要被噴的物件放進箱中來操作。一般坊間從事五金加工的噴砂廠基本上都是這種,所以如果你有東西需要拿去給噴砂廠噴砂,請務必確認東西尺寸塞不塞的進箱體的問題。

開放式噴砂

開放式噴砂沒有箱子,而是將砂(統稱為「磨料」)裝在一個桶型的容器中使用,噴出的砂直接落到地面,最簡陋的開放式噴砂甚至只要把砂堆成一堆,然後將管路用來吸入砂的那一端塞進去就成了。雖然噴出的磨料會落到地面,但是只要集中起來再裝入桶中,當然還是可以如同噴砂機一般反覆使用的。
開放式噴砂通常只針對大型物件,所以只會出現在例如造船廠、鐵工廠、工程現場等等場合,基本上是沒有對外營業的。

乾式噴砂與濕式噴砂

乾式噴砂

一般在噴砂廠中見到的都是乾式噴砂機,由於正常規格的乾式噴砂機通常配有除塵設備,所以當使用顆粒很細如粉末狀的磨料時,磨料會與粉塵一同被吸入除塵設備無法分離而造成耗損,所以乾式噴砂機通常只會使用粗細目數大約從最粗到#320左右的磨料,如果能夠接受細的磨料被吸走一去不返的前提下,要在乾式噴砂機中使用很細的磨料確實是可以的。

濕式噴砂

濕式噴砂機一樣是長成箱型的,通常以玻璃纖維或塑膠構成,而磨料會與水混在一起成泥水狀,由於物件被磨料刨出來的粉塵會直接與泥漿水混在一起,所以不需要除塵設備,因此也沒有不能使用太細的磨料這類問題。

接觸水容易生鏽的鋼鐵類物件以及其他因為任何原因不可碰水的工件都不適用濕式噴砂。另外,由於需要使用很細的磨料來噴砂的場合通常很少,所以濕式噴砂機即使在噴砂廠也很少見。

其實開放式的濕式噴砂也是有的,使用高壓洗車機然後將磨料混入水中其實就算是了,但是由於很難將噴出的泥水回收再循環使用,所以噴出的泥水通常就是當作直接損失了。
注:濕式噴砂通常使用較細的磨料,因為太粗的磨料顆粒會很快沉澱,有些濕式噴砂機會配有攪拌裝置避免磨料太快沉澱到底部。

什麼時候需要噴砂?

把一個材料拿來噴砂通常有以下幾種目的~

1. 除繡除漆或清潔表面

噴砂使用的磨料能夠產生破壞力,所以相當於用砂紙研磨物件的表面,金屬材料的除繡或去除氧化物雖然也可以用特定酸性溶液來處理,但是當物件太大需要使用的溶液太大量不符成本時,通常就會使用噴砂來替代。

2. 製造紋理

消費性產品常常會需要在表面製作出某種隨機的微小凹凸紋理來營造特定質感,這就是噴砂擅長的地方了。

3. 改變表面粗糙度

噴砂因為使用的磨料的目數是穩定的,所以可以藉由噴砂將物件表面的粗糙度變成我們需要的,也可以透過逐次改變磨料目數的方式來作為拋光的手段,就像是使用一般研磨料由粗磨到細的流程一樣,這一招特別適用於形狀複雜難以研磨的物件,但是前提是有足夠的數量來攤提時間與成本。

4. 增加表面附著力

工件需要塗裝或接著之前經常透過噴砂來粗化表面好增加之後塗料與素材之間的附著力,詳細原理可以看另一篇文章的解釋。
注:噴砂時無可避免的會將細微粉塵嵌入工件表面因而產生髒污,所以如果是噴砂完就不做任何其餘處理直接使用的場合,要注意這個顏色被污染後續也無法清潔的問題。

噴砂機可以使用那些磨料?

其實嚴格來說,一般靠高壓空氣噴砂的原理就是利用高壓空氣所產生的真空吸力吸起磨料然後再噴出,如此而已。只要滿足以下幾個條件,任何東西都可以裝入噴砂機中扮演磨料的角色來使用,只要能達到目的就行了。

1. 顆粒大小可以順利通過管路整體。
2. 顆粒重量夠輕可以被吸得起來,所以太大的鋼珠重量太重就不行了。
3. 顆粒足夠強壯耐得住衝擊。

有破壞力的磨料與沒有破壞力的磨料

所謂的有破壞力的磨料,指的是磨料具有切削能力能夠刨除物件表面的肉,要做到這點必須滿足兩個條件~

1. 磨料硬度高於對象物
2. 磨料具有尖角(陵角)

凡是噴砂時會產生粉塵的磨料都是具有破壞力的磨料,那些粉塵就是被刨除的粉屑。

關於研磨料刨除對象物的原理請按下方buttom過去了解。
凡是硬度低於對象物或是不具有尖角而表面光滑的磨料都不會刨除對象物的肉,這種情況下僅僅是依靠衝擊力在對象物表面製造出變形或是去除毛邊等等目的,這種磨料幾乎不會產生粉塵。
注:具有破壞力的磨料都會將對象物表面變成不反光的霧面狀態,而不具破壞力的磨料處理後只會產生紋理但是不會改變表面的反光特性。

一般噴砂廠常備的磨料有那些

金剛砂或氧化鋁

這兩種是五金加工產業的噴砂廠一定會有的磨料,由於前面提到要產生破壞力的話磨料的硬度必須高於對象物,所以這兩種都是硬度高於一般金屬材料(鎢鋼除外)而且成本極低的常用磨料,所以是噴砂場一定會有的基本款。

常用目數(號數)大約是~16 24 30 36 46 60 80 100 120 150 180 200 220 240 280 320。
注:氧化鋁因為硬度接近於陶瓷與玻璃,所以理論上應當使用硬度更高的金剛砂來處理陶瓷玻璃之類材料,但其實噴砂的磨料製造商知道常常會遇到這種狀況,所以在氧化鋁磨料中都有混入些微比例的金剛砂,這樣一來即使是氧化鋁也噴的動陶瓷類材料了。

玻璃珠

如果要在工件上製造紋理但是不要產生破壞力而讓表面變成霧面的話,幾乎都是使用玻璃珠這種磨料,另外值得注意的是台灣本地的噴砂廠都會將「玻璃珠」稱為「玻璃砂」,但是其實另有噴砂用的玻璃砂,這一點在實務上要小心。

常用目數(號數)大約是~30 40 60 80 100 120 150 180 220 280 320
注:不同磨料製造商生產的磨料系列構成目數不見得完全一樣,通常選擇相鄰的目數來替代就可以了,實際差異並不明顯。

除此之外,其他磨料通常沒有…

網路上這種簡易型噴砂機可不可以買?

網路上可以找到一種業餘場合適用的簡易型噴砂機長得像這樣~
答案是當然可以買。
噴砂機本來就是構造很簡單的東西,只不過這種簡易型的噴砂機通常沒有配備除塵設備(有些也有配備),所以連續噴砂時裡面會煙霧瀰漫一片朦朧什麼都看不見,必須暫停稍等塵埃落定後才能繼續,但是其實可以自己改裝以吸塵器充當除塵設備想辦法將軟管接上箱體後方的通氣孔就可以了。

我怎麼知道幾號的粗細號數噴起來是什麼模樣?

通常拿一批工件去噴砂廠加工,裡面的師傅或老闆只會問你要噴那種砂?要幾號?但是如果我不知道那種砂以及幾號砂噴起來實際上是什麼模樣,那我要如何決定噴什麼砂以及號數呢?

除非噴砂廠手上有一些現成的樣本能夠能夠讓你參考,但是即使真的有,在種類與號數方面也不可能齊全,所以這是近乎無解的答案。

為了解決這樣的難題,所以紅月設計團設計了一套內容涵蓋金剛砂全號數與玻璃珠全號數的噴砂粗細樣本集。
這套樣本集使用SUS304不鏽鋼作為樣本片,以實際的磨料號數製造出紋理後就這樣蒐集為一套(因為再施加任何表面處理都會改面表面的狀態),然後以雷射雕刻將相關資訊打上雙面。

什麼材料都可以拿去噴砂嗎?

對!幾乎任何材料都可以拿來噴砂,因為噴砂最常用的磨料就是金剛砂(或氧化鋁),所以只要硬度低於這些的材料都可以噴的動,包含玻璃或陶瓷材料也可以。但是要注意若是想要製造出很粗糙的紋理的情況下,硬度高的材料就很難產生足夠的程度,一般來說硬度低於玻璃或鎢鋼以及沒有做過任何硬化處理的金屬材料都算是ok的範圍,而硬度高於此的材料就很難說了。

另外,薄板型或薄肉的工件很可能會因為內應力被破壞而產生變形,這個責任是需要自行承擔的,而結構太脆弱撐不過衝擊力的物件當然也不行。
By  紅月設計團

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