شات بلاست چیست؟
برای اینکه بتوانیم تعریف بهتری از پروفیل آلومینیومی که فرایند شات‌بلاست را طی کرده است داشته باشیم، ابتدا بهتر است فرایند شات‌بلاست را توضیح دهیم.
شات بلاست به معنی ساچمه زنی است. فرآیندی که در آن ساچمه های کروی شکل یا شکسته با استفاده از نیروی مکانیکی یا گریز از مرکز به سطح مورد نظر پرتاب می شوند. ساچمه ای که در این عملیات به کار می رود، معمولا از جنس فولاد، مس یا آلومینیوم است.
این عملیات می تواند در قالب دستگاهی توربین مانند انجام شود که با قرار گرفتن قطعه یا فلز مورد نظر در این دستگاه، شات بلاست اجرا می شود یا این که اپراتور یک تفنگ شات بلاست را به دست می گیرد و اقدام به این عمل می کند که البته استفاده از تفنگ برای شات بلاست کمتر رایج است.
این فرایند در صنایع هوافضا، خودروسازی و سازه های عمرانی، به ویژه زمانی که با قطعات فولادی سر و کار داشته باشیم، کاربرد گسترده ای دارد. در بسیاری از کاربردها، اجرای شات بلاست، یکی از مهم ترین عملیات سطحی برای رسیدن به کیفیت مورد نظر است.
شات بلاست به معنی مورد حمله قرار دادن سطحی از یک ماده به وسیلهٔ پرتاب ساچمه می‌باشد. هنگامی که عمل شات بلاست انجام می‌شود مقداری از سطح بیرونی ماده مورد نظر برداشته می‌شود و به اصطلاح شات می‌شود. عمل شات بلاست تقریباً در تمامی صنایعی که با فولاد سرو کار دارند از جمله هوا فضا، اتوموبیل سازی، عمران، کشتی سازی، ریل‌سازی و خیلی دیگر استفاده می‌شود.
ساچمه‌ای که برای عملیات شات بلاست مورد استفاده قرار می‌گیرد از جنس‌های مختلفی می‌تواند باشد. از جملهٔ شن، ساچمه‌های فولادی کروی کوچک به قطرهای گوناگون، گرانول سیلیکون کاربید و …. وسیله‌ای که برای پاشش ساچمه یا همان عمل شات بلاست مورد استفاده قرار می‌گیرد هم می‌تواند مانند یک تفنگ باشد که شخص آن را در دست می‌گیرد و اقدام به عمل شات بلاست می‌کند و هم می‌تواند به صورت دستگاهی باشد که با قرار دادن قطعه مورد نظر در آن دستگاه به کمک توربین اقدام به پاشش ساچمه یا همان شات بلاست می‌شود.
هدف از انجام شات بلاست
به‌طور خلاصه این کار باعث برطرف کردن عیب‌های سطحی از جمله زنگ زدگی و رنگ‌های باقیمانده روی قطعه می‌شود. همچنین یکی از موارد عمدهٔ استفادهٔ شات بلاست بر طرف کردن سطح ناهموار قطعه‌های ریخنه‌گری شده می‌باشد. در نتیجه قطعه شات بلاست شده آماده انجام کارهای بعدی از جمله رنگ کاری، آبدهی یا تراشکاری می‌شود. به‌طور هم‌زمان شات بلاست باعث بر طرف کردن عیوب سطحی از جمله خوردگی و ریز ترک می‌شود و با بر جای گذاشتن تنش پسماند روی سطح قطعه باعث افزایش عمر قطعه می‌شود.
برخورد مداوم ساچمه‌های فولادی در این تکنیک اجرای عملیات زنگ زدایی، ماسه زدایی از قطعات ریخته‌گری، رنگ برداری، پوسته زدایی از قطعات فورج، شات پینینگ و تنش زدایی از قطعات صنعتی را میسر می‌سازد.
عمده‌ترین سیستم پاشش در تکنیک شات بلاست توربین گریز از مرکز پاشنده یا wheel blaster می‌باشد که در کلاس کاری صنعتی، صرفه جویی در هزینه‌های بلاستینگ را برای کاربران خود فراهم می‌کند.
اهمیت اجرای شات بلاست
محال است با حوزه های مختلف صنعتی آشنا باشید و اهمیت فوق العاده «سطح» را ندانید! تمام کاری (Finishing) سطحی یکی از مهم ترین مراحل تولید است که اجرای آن بسیار لازم و ضروری است.
سطوح در انواع روش های تولید، هیچ گاه خالی از عیب نیستند. وجود هرگونه تنش پسماند در قطعات تولیدی، با ایجاد ناپیوستگی در خواص مکانیکی، ممکن است دردسرهای جبران ناپذیری را به وجود بیاورد.
اجرای شات بلاست برای برطرف کردن هرگونه ناهمواری و تنش پسماند در انواع قطعات، کمک بسیاری می‌کند. انواع زنگ زدگی ها، ترک های ریز، رنگ های باقیمانده، غبارها و هرگونه برآمدگی و فرورفتگی نامطلوب سطحی به وسیله فرایند شات‌بلاست حذف می شود. بعد از انجام این فرایند قطعات آماده انجام آبکاری، تراشکاری و رنگ کاری نهایی می شوند.
مکانیزم تمیزکاری در شات بلاست بر مبنای مهار انرژی جنبشی است. به این شکل که مواد ساینده فلزی با انتقال و آزادسازی انرژی در برخورد با سطح قطعه، مواد زائد را می زدایند. نتیجه نهایی فرایند شات بلاست، به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
واضح است که هر چه جرم ساچمه های ساینده در شات بلاست بیشتر باشد، عمق اثر ضربات بیشتر خواهد بود. انتخاب جرم ساچمه ها تا حدود زیادی به سایز و جرم قطعه مورد نظر بستگی دارد. انتخاب نادرست وزن ذرات پرتابی ممکن است به قطعه شما آسیب بزند یا این که تاثیر مورد نظر را نداشته باشد.
کنترل سرعت انتقال ذرات باعث می شود فاصله زمانی فرایند شات بلاست تحت کنترل باشد. هر چه سرعت انتقال ساچمه ها به سطح بیشتر باشد، فرایند سریع تر انجام خواهد گرفت. البته در سرعت های بالا ضروری است که افزایش دما، سایندگی ساچمه ها و ثبات قطعه کاملا تحت کنترل کاربر باشد. معمولا سرعت ذرات در شات بلاست بین 50 تا 100 متر بر ثانیه است.
بهینه بودن زاویه برخورد ذرات به سطح در شات بلاست، باعث کاهش زمان فرایند و هزینه های آن می شود. برخی زوایای پرتابی ممکن است سبب فررفتگی آخال های سطحی به قطعه شوند. بنابراین زاویه برخورد ساچمه ها باید به درستی مهندسی شود.
این عامل تا حدود زیادی به شکل هندسی قطعه و خواص تمام کاری مورد نظر کاربر بستگی دارد. برای تمیزکاری گوشه های قطعه، ساچمه های زاویه دار و کوچکتری انتخاب می شوند. در حالی که برای تنش زدایی سطوح صاف تر، ساچمه های کروی ترجیح داده می شوند.
درصد پوشش ضربه، وابسته به سایز ذرات پرتابی است. سایز ذرات پرتابی را نیز هندسه قطعه مشخص می کند. هرچه سایز ساچمه ها بزرگ تر باشد، درصد پوشش نیز بیشتر خواهد بود و فرایند از لحاظ زمانی کوتاه تر می شود.
نقش توربین پاشش ساچمه های فولادی با سرعت زیاد روی سطح قطعه است. این اجزا از تعدادی پره و یک یا دو صفحه کناری برای نگه داری پره ها تشکیل شده اند. در ساختار همه توربین های شات بلاست، روتور و استاتور وجود دارند که عمل توزیع و تنطیم زاویه پاشش توربین را انجام می دهند. قدرت و سرعت توربین تعیین کننده قدرت و سرعت شاتینگ (ضربه) دستگاه است.
به دلیل سرعت بالای ذرات ساینده، فرایند شات بلاست باید در محفظه ای بسته و عاری از ارتعاش اجرا شود. این محفظه ها از ورق استیل ضخیم و محکم ساخته می شوند و به وسیله ورق های آلیاژی ضد سایش پوشش داده می شوند. نظارت و بررسی این سطوح و نیز تهویه مناسب دیگ شات بلاست، از موارد بسیار مهم در کارگاه های شات بلاست است.
وظیفه بالابرنده این است که ذرات تجمع یافته در پایین محفظه شات بلاست را از طریق نقاله مارپیچ، به ابتدای بالابر و جداکننده برساند.
برای محافظت از قطعه مورد نظر از هرگونه آلایندگی و واکنش ناخواسته، لازم است ذرات آلاینده از ساچمه های پرتابی جدا شوند. در قسمت جداکننده، ذرات آلاینده قبل از ورود به توربین از ذرات ساینده جدا می شوند.
هوای خروجی از محفظه شات بلاست باید عاری از هرگونه گاز و ذرات مضر برای انسان و محیط زیست باشد. از این رو آخرین مرحله در این فرایند، غبارگیری است. در این بخش با عبور هوای حاوی ذرات ریز آلاینده از فیلترها، پس از جداسازی کامل، هوای پاک به محیط اتمسفر تخلیه می گردد.
شات‌بلاست پروفیل آلومینیوم
تمامی مواردی که در سطور فوق ذکر شد در مورد فرایند شات بلاست پروفیل های آلومینیومی در و پنجره نیز صادق است.
شات بلاست در مرحله قبل از آنادایزینگ یک سطح یکنواخت در روی پروفیل ایجاد می کند که موجب ارائه کیفیت بهتر در مرحله آنادایزینگ می شود.
قابل ذکر است که فرایند اکسترود آلومینیوم و تبدیل آن به پروفیل به صورت گذر خمیر آلومینیوم از داخل قالب اکستروژن صورت می گیرد که باعث ایجاد خطوط طولی نامنظم بر روی پروفیل می شود که بعضا به صورت سایه پدیدار می گردد. بنابراین جهت برخورداری از یک سطح یکنواخت و سوپرمات مخملی و همچنین حذف خطوط سایه اکسترود، می توان از خدمات شات بلاست مکانیکی قبل از مرحله آنادایزینگ استفاده نمود.
علاوه بر ایجاد سطح یکنواخت و بدون سایه و ایجاد سطح سوپر مخملی بر روی پروفیل، خدمات شات بلاست با پرتاب ساچمه ها با کمک نیروی باد به سمت پروفیل موجب برطرف شدن تمامی سطوح ناهموار پروفیل شده و به ارائه کیفیت عالی تر پروفیل در مرحله آنادایزینگ کمک می کند.
شرکت آکپا ایران به عنوان یکی از برترین تولید کنندگان پروفیل های اختصاصی آلومینیومی در کشور جزو اولین شرکت هایی است که نسبت به ارائه خدمات شات بلاست اقدام نموده و خطوط تولید پروفیل های شات بلاست را راه‌اندازی نموده است.
- بر طرف کردن ناهمواری سطح پروفیل و بهبود سختی
- بر طرف شدن تنش پسماند کششی با وارد شدن تنش فشاری
- برطرف شدن عیوب سطحی از جمله خوردگی، ریز ترک
- افزایش عمر پروفیل با نفوذ ساینده عمیق در سطح پروفیل
- تمیزکاری و بهبود خواص مکانیکی پروفیل
- آماده سازی سطوح پروفیل قبل از انجام آنادایزینگ جهت ارائه بهترین کیفیت آنادایز
