磨料爆破是一种经济高效的表面精加工技术制造过程。它涉及推动各种类型的媒体,例如沙子,玻璃珠,氧化铝或钢射击/砂砾,以使3D打印或定制机加工零件的表面光滑,清洁或完成。
本文重点介绍了最常见的媒体爆破方法之一 - 珠爆破。您将了解什么是珠子爆破,其工作原理,其优点和缺点,实用技巧等等。

珠子爆破是一个小球磨蚀剂(通常是玻璃或陶瓷珠)的过程,在高压面向表面的过程中被推动。与更具侵略性的磨料爆破方法不同,它使用锯齿状或角度的介质,这些方法迅速去除厚厚的油漆或生锈并留下粗糙的效果,珠爆破通常会产生光滑,均匀的缎面哑光外观,并具有最小的材料去除或表面损坏。

珠爆破与其他磨料爆破技术类似。 Chiggo珠子爆炸您的自定义零件的方式:
为了获得最佳结果,使用最有效的工具至关重要。现在,让我们看一下实现最优质结果所需的工具。

珠爆发介质是过程的核心,玻璃珠是最常见的类型。它们是由无铅苏打石灰玻璃制成的,它们是化学惰性的,不包含免费的二氧化硅,使它们在环保且安全地使用。适当使用时,这些珠子可重复使用20–30次。由于它们对撞击没有变色,因此玻璃珠有助于保持材料的基颜色。此外,它们有各种网格尺寸,其中#40–60,#60–100,#100–170和#170–325是最常见的。
玻璃珠具有轻柔,可控制的冲击力,非常适合清洁,半抛光,甚至是轻射线,以引入压缩应力。但是,它们并不适合极其坚硬的材料,并且在蚀刻表面进行油漆或处理重型油漆和去除生锈方面的效果较差。
钢镜头是另一种常见的爆破介质,通常由高碳或合金钢制成。它的硬度范围从40小时到62小时,使其非常耐用,可重复使用数百到数千个周期。粒度通常范围从#16到#80网格。
钢镜最适合重型应用,最常用于迅速从工业零件(例如钢和铸铁)以及脱毛和轮廓表面的工业零件中迅速清除生锈,尺度和旧涂料。当用于射击时,它会在金属表面诱发压缩应力 - 压力缓解和硬化以帮助防止金属疲劳。

陶瓷珠通常由氧化铝(Al₂o₃),氧化锆(Zro₂)或两者的烧结复合材料制成。它们是化学惰性并抵抗化学攻击的。它们的硬度位于玻璃珠和钢射击之间,并且可以重复使用50-150个周期。它们具有出色的球体,它们适用于需要紧密控制的表面饰面的应用。

有多种类型的塑料爆破介质,包括丙烯酸,尼龙和聚酯。它们比大多数其他磨料要温柔得多,高度可重复使用且轻巧。这使它们成为柔软,脆性材料,精致零件的表面清洁,毛刺和预处理的理想选择 - 而无需刮擦或变形底物。

爆破柜是发生爆破过程的地方(对于大或大容量的零件,这通常发生在专用的爆炸室中)。
选择设备时,请选择一个提供一致的爆炸结果并确保操作员安全的高质量机柜。好珠爆炸柜应包括以下关键特征:
对于珠子爆破柜,坚固的结构是关键。重规钢是一个不错的选择,因为它耐用并保持其强度,即使随着时间的推移施加强烈的爆破压力。同样重要的是一个坚实的支撑结构(无论是腿还是框架),它会在阻尼爆破过程中产生的振动时携带机柜,媒体和工件的重量。支撑不足会导致摇摆,磨损增加和安全危害。
精心设计的橱柜必须具有密封密封,以防止灰尘,碎屑和磨料媒体逃脱,从而保护操作员和周围的工作区。它还应该包括一个强大的灰尘收集和提取系统,以快速去除空气中的颗粒,保持查看窗口清晰,并在门打开时结合安全互锁。
对于对爆破过程的实时监视,不可或缺的观看窗口是必不可少的。但是,随着时间的推移,它容易雾化,刮擦或斑点。为了克服这一点,应使用可更换的保护膜来保持清晰度。机柜内部的适当照明也很重要。照明应该足够明亮,以突出工件的每个细节,但在战略上定位以避免眩光和阴影。
爆破手套通常集成到机柜中。它们可以保护您的手免受高速磨料介质和爆炸过程中锋利边缘引起的擦伤。它们还通过爆破而抑制了产生的振动,减轻了长时间使用的手动疲劳。此外,他们的纹理设计提供了强大的握力,增强了控制和精确度。
珠子爆破器枪是另一个关键组成部分,就像画笔对画家来说是必不可少的。根据应用的不同,您可以从几种类型中进行选择:高效和深清洁的压力爆炸枪,或吸力/重力进给枪,以便更轻,更精确的工作。
无论您选择哪种类型,耐用性,操作员舒适性和安全性仍然是必不可少的要求。珠子爆炸枪还按操作模式分类为手术和脚部操作型号。手动枪支对于精确工作是无价的,而脚部手机的枪支更适合需要长时间操作或使用双手操纵工件的任务。
尽管珠爆破具有有用性和多功能性,但仍有一些缺点。接下来,让我们总结将其用于您的项目的优点和缺点:

为了实现所需的表面表面,这里有一些实用的技巧:
表面上剩下的任何污垢或涂层都会干扰爆破介质,并导致效果不均匀。例如,残留油或油脂会导致培养基粘住,产生斑点或阻止磨料到达某些区域。同样,擦洗或吹出松散的碎屑,因此在爆破过程中不会嵌入基质中。
珠子爆破(尤其是在玻璃珠之类的细媒体中)无效切割重锈,磨碎或厚实的油漆。如果该部分显示出重腐蚀或坚硬的涂层,请在珠爆炸之前先使用更具侵略性的方法或介质(例如氧化氧化铝砂砾,石榴石或砂纸步骤)将其除去。
不管珠子培养基的细介质多么细,该过程不可避免地引入了影响最终粗糙度的微小表面不规则性。达到非常紧密的成就表面粗糙度在实践中,要求可能具有挑战性。对于大多数应用,建议指定不小于32µinra的表面粗糙度。
掩盖任何不应暴露于磨料的区域。这包括螺纹孔或轴,轴承表面,抛光或高公差表面,密封区域等。使用合适的掩蔽材料 - 常见的选择包括高强度磁带(例如,胶带,Gorilla®胶带),橡胶或有机硅塞进行孔,螺纹拧紧帽子或用途制作的爆炸掩模膜。确保面膜可以承受爆炸撞击:厚橡胶或乙烯基胶带良好,而薄涂层胶带可能会在重爆炸下撕裂。
对于精致或精确的表面,请从柔和的粘合剂层(例如蓝色画家的胶带)开始,然后在其上涂上更强的胶带。这样,当您卸下外胶带时,它会干净地剥落,而不会留下残留物或抬起下面的表面。
硬金属或重型清洁需要更高的压力,而较软的材料或精细饰面需要较低的压力。例如,可以在30–40psi的情况下爆破精致的铝或塑料零件,而从钢进行磨牙尺度可能需要80+psi。始终在仍然有效完成工作的最低压力方面犯错。
实际上,珠爆炸过程通常在30至100psi(2-7bar)之间进行,具体取决于应用程序。精细的玻璃珠饰面通常在40–60psi上完成,以实现柔和的缎面效果。作为指南,50PSI是玻璃珠爆破的好起点,可以在不粉碎珠子的情况下获得干净的抛光剂。较高的压力(80-100PSI)用于使用更强硬的媒体或剥离涂料进行更具侵略性的爆破。如有疑问,请开始低调并逐渐增加压力,直到达到所需的效果为止。
将喷嘴保持在一致的隔距距离处 - 通常6至12英寸(15–30厘米)。将喷嘴过于近的喷嘴将爆炸集中在一个小区域上,并且可以在表面挖出或超出表面。距离太远,媒体失去了有效性,从而更轻松。
相对于表面的喷嘴角度也应保持恒定。角度的变化会产生粗糙度或亮度的差异。对于大多数高质量的饰面,建议使用几乎垂直(90°)角。
在可回收系统中,定期筛选介质以去除灰尘和破裂的颗粒 - 许多橱柜甚至包括一个内置的旋风分离器。细灰尘不仅可以降低爆破效果,而且可以重新沉积在工件上。保持媒体清洁可确保每个磨料粒子都有有用的工作。
当磨料介质逐个特定点分解时,用新的或过滤的媒体替换或刷新它以保持质量和处理速度。
媒体的选择对于实现所需的饰面至关重要。下面的爆炸媒体选择表作为一般指南提供,可帮助您选择最适合项目的类型。但是,诸如爆炸压力,工件硬度,媒体形状和操作员技术等因素可能会影响媒体性能超出图表的指示。
| 特征 /媒体 | 玻璃珠 | 钢 射击 | 陶瓷拍摄 | 氧化铝 | 塑料媒体 | 石榴石 |
| 清洁 /去除 | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ | ✔️ |
| 撒尿 | ✔️ | ✔️ | ✔️ | - - | (光(轻度)) | - - |
| 表面蚀刻 | - - | - - | - - | ✔️ | - - | ✔️ |
| 可回收性 /媒体生活 | 中等 (20-30个周期) | 非常高 (> 500个周期) | 高 (> 150个周期) | Med-High (50-100周期) | 中等 (20-40个周期) | Med -High (50–80个周期) |
| 材料去除的概率 | 非常低 | 高的 | 高中 | 中等的 | 非常低 | 中等的 |
| 莫斯的硬度 | 5.5 | 6-7 | 7 | 9 | 2-3 | 7-8 |
| 典型的爆炸压力(PSI) | 20-55 | 20-90 | 20-90 | 20-90 | 20-60 | 30-80 |
| 媒体形状 | ⬤ | ⬤ | ⬤ | ▲ | ▲ | ▲ |
| ✔️=合适;⬤ =球形;▲▲ | ||||||
珠爆破是一种多功能的表面精加工技术,可在各种材料上运作良好,并支持广泛的制造工艺。它具有成本效益,环保且非常适合在您的零件上实现半涂层的类似缎面的饰面。
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珠爆破和喷砂之间有什么区别?
喷砂和珠爆破都是磨料的爆破技术。它们之间的选择取决于材料和所需效果。它们之间的主要区别是:
玻璃珠爆破是否安全?
玻璃珠爆破通常被认为是安全的,尤其是与使用二氧化硅砂的磨料爆破技术相比,这种爆炸技术会产生危险的灰尘并导致严重的健康问题。但是,尽管玻璃珠爆破是一种更安全的选择,但仍需要采取适当的安全措施,例如使用个人防护设备(PPE)和足够的通风以确保操作员保护。
压力和压力是描述材料对力的反应方式的两个最重要的概念。应力是负载下材料中每单位区域的内力,而应变是由施加力引起的材料形状的变形或变化。 但是,压力与压力之间的关系远远超出了理论 - 这对于合理的工程决策至关重要。通过并排比较它们,我们可以更好地预测材料的性能,可以安全变形的程度以及何时失败。本文探讨了他们的定义,差异,关系和实际应用。 在我们详细了解详细信息之前,您可能会发现此简短的介绍性视频和压力很有帮助: 什么是压力? 压力是材料产生以抵抗外部负载的每单位面积的内力。从显微镜上讲,施加的载荷会引起反对变形并“固定”结构的原子间力。这种内部阻力是我们衡量的压力。 根据如何施加负载,压力被归类为: 拉伸应力(σt)和压力应力(σc):这些是垂直于横截面区域的正常应力。 剪切应力(τ):由与横截面区域平行作用的切向力引起的。 扭转应力(τt):扭矩或扭曲引起的剪切应力的特定形式。 其中,拉伸压力是工程设计中最根本的压力类型。计算公式是: 在哪里: σ=压力(PA或N/m²;有时PSI) f =施加力(n) a =施加力的原始横截面区域(m²) 如何测量材料的应力 直接测量应力是不可能的,因此,我们必须测量施加的力或结果变形。以下是关键测量技术的简洁概述: 方法 /技术原则测量设备 /工具准确性和精度常见应用通用测试机(UTM)测量力(F),计算应力= f/aUTM具有集成负载电池★★★★★(高精度)基本材料测试:应力 - 应变曲线,机械性能评估应变量表测量应变(ε),通过σ= E·ε计算应力(假设线性弹性) 应变计,数据采集系统★★★★☆(高)组件应力分析;疲劳评估;嵌入式结构监测延伸计衡量规格的变化,计算ε和σ接触或非接触式延伸仪★★★★☆(高)标本的拉伸测试;验证弹性模量和屈服应变数字图像相关(DIC)光学方法,跟踪全场表面变形高速相机系统,DIC软件★★★★☆(全场)全场应变分析;裂纹跟踪;物质不均匀研究超声应力测量在压力下使用材料的波速变化超声波探测器★★★☆☆(中度)残余应力检测;焊接接头和大型结构的应力监测X射线衍射(XRD)测量由内部压力引起的晶格失真XRD衍射仪,专业软件★★★★☆(高精度;位于表面层)薄膜,焊接区域,金属和陶瓷中的表面残留应力光弹性通过光学干扰条目在透明双折射材料中可视化压力偏振光设置和双重聚合物模型★★★☆☆(对半定量定性)教育演示;透明模型中的实验应力分析微/纳米级表征技术 EBSD,微拉曼,纳米凹陷等技术提供微观或纳米级应变/应力映射 电子或基于激光的系统,图像分析软件★★★★☆(高精度;局部微/纳米尺度) 微电子,薄膜,纳米构造,复合界面行为 什么是应变? 应变是对材料进行外力时材料发生的相对变形的量度。它表示为无单位数量或百分比,代表长度(或其他维度)对原始长度(或尺寸)的变化。 应变的类型对应于施加的应力:拉伸应变,压缩应变或剪切应变。 正常应变的公式是: 在哪里: ϵ =应变(无量纲或以%表示) Δl=长度变化 l0=原始长度 如何测量材料应变 各种方法可用于测量应变。最常用的技术是应变测量值和伸展指标。下表总结了测量材料应变的常见方法: 方法感知原理传感器 /传感器测量场景评论应变量表阻力变化箔型应变量表静态或低频应变;常用广泛用于行业;低成本;需要粘合键和布线连接延伸计位移夹式 /接触式延伸计材料测试;全截面测量高准确性;不适合动态测试或高度局部应变数字图像相关(DIC)光学跟踪相机 +斑点图案全场应变映射;裂纹繁殖;复杂形样品非接触; 2D/3D变形映射;昂贵的系统压电传感器压电效应压电膜或水晶动态应变,压力,冲击,振动高频响应;不适合静电测量纤维bragg光栅(FBG)光学(布拉格反射)FBG光纤传感器长距离的分布式或多路复用测量免疫EMI;适合航空航天,能源和智能结构激光多普勒振动仪(LDV)多普勒效应LDV激光探针动态应变/速度测量和表面振动分析非接触;高分辨率;昂贵的;对表面条件敏感 压力与应变的关键差异 以下是一个简短的表,提供直接概述: 方面压力拉紧公式σ= f / aε=Δl /l₀单位PA(N/m²)或PSI(LBF/in²)无量纲或%原因外力压力引起的变形影响产生内力来抵消外部负载;如果过高改变材料的几何形状;可在弹性极限内回收,永久性超出产量点行为材料必须抵抗的每个区域的内力。根据分配,它可能导致压缩,张力,弯曲或扭转描述了在施加的应力下材料变形的程度。可以是弹性的或塑料的 压力和压力如何相互关系 压力会导致应变。应力 - 应变曲线图可以通过针对施加的应力绘制应变(变形)逐渐增加载荷的变形。让我们回顾一下其要点: 1。弹性区域(点O […]
弹簧是机械部件,旨在在压缩、拉伸或扭曲时存储和释放能量。它们通常由钢或特种合金等材料制成,并通过卷绕、热处理、磨削、涂层和精加工等工艺制造。弹簧具有多种用途,例如减震、减振和机械中的受控运动。此外,它们还是日常生活中不可或缺的多功能组件,可实现汽车悬架的平稳行驶、钟表的精确计时以及家具的舒适性和支撑性。
想一想金属汤匙。如果您在手柄上轻轻按下,它会弯曲一点,但放手后立即弹回。不过,更努力地推动,勺子会永久弯曲。那时,您已经超越了汤匙的屈服强度。在本文中,我们将探讨屈服强度的含义,与相关思想(如拉伸强度和弹性限制)进行比较,以及为什么在现实世界中它很重要。我们还将研究影响强度和常见材料的典型值的因素。 什么是屈服强度? 屈服强度是材料开始永久变形的应力水平。简而言之,这是材料停止反弹(弹性行为)并以无法完全逆转的方式弯曲或伸展的点。在屈服强度以下,当您卸下力时,材料恢复为原始形状(就像弹簧可以追溯到其长度)。超过屈服强度,材料永远改变了:它已经屈服了,这意味着它已经经历了塑性变形。 为了更好地理解这一点,让我们分解两个关键术语:压力和压力。应力是将力施加到材料除以其横截面区域的材料,或仅仅是材料内部力的强度。您可以将其视为压力,但压力描述了内部反应而不是外部推动。应变是材料在响应中的变化多少,计算为长度的变化除以原始长度。当我们策划压力抵抗压力时,我们会得到一个应力 - 应变曲线这显示了材料随着负载的增加的表现。 在应力 - 应变曲线的早期,材料的行为表现:压力和应变是成比例的(根据Hooke定律的直线),一旦去除负载,材料就会恢复其原始形状。该区域的末端是弹性限制 - 占地,某些变形仍然是永久性的。屈服强度标志着从弹性行为到塑性行为的转变,并定义了可逆变形和不可逆变形之间的边界。 对于许多延性金属,例如低碳钢,这种过渡是逐渐而不是锋利的。为了始终定义屈服强度,工程师经常使用0.2%的偏移方法:他们绘制一条平行于曲线弹性部分的线,但变为0.2%应变。该线相交曲线的点被视为屈服强度。这提供了一种实用,标准化的方法,即使不存在明显的产量点,也可以测量屈服强度。 屈服强度与拉伸强度 正如我们所定义的那样,屈服强度是材料开始永久变形的压力。拉伸强度(通常称为终极拉伸强度(UTS))是材料破裂之前可以承受的最大压力。一旦达到该点,材料将不再承担额外的负载,并且很快就会裂缝。 两者都描述了材料对压力的反应,但它们代表不同的限制:屈服强度标志着永久变形的开始,而拉伸强度则标志着断裂点。例如,在拉动钢棒时,它首先会弹性伸展。超越屈服强度,并实现永久伸长率。继续前进,直到达到拉伸强度为止,杆最终将抢购。 在实践设计中,工程师更多地专注于产量强度,因为组件必须保持功能,而不会造成持久损坏。拉伸强度仍然很重要,但通常标志着失败条件永远不会在服务中发生。 除拉伸强度外,屈服强度还经常与其他两个概念相混淆: 弹性极限:弹性极限是材料可以承受的最大应力,一旦去除负载,仍将完全返回其原始形状。低于此极限,所有变形都是弹性和可逆的。在许多情况下,弹性极限非常接近屈服强度,因此两者通常被视为相同。尽管弹性极限标志着精确的物理边界,但屈服强度提供了标准化的工程值,可以始终如一地测量并用于安全设计。 比例极限:该术语来自应力 - 应变曲线的线性部分。比例限制是遵循胡克定律的压力和压力直接比例增加的点。它通常发生在弹性极限和屈服强度之前。在这一点之外,曲线开始弯曲 - 尽管材料仍然具有弹性,但这种关系不再是完美的线性。 影响力强度的因素 屈服强度无法保持固定 - 它可以根据几种物质和环境因素而改变。这是一些最常见的: 材料组成(合金元素) 金属的构成对其产量强度产生了重大影响。在金属中,添加合金元素可以使它们变得更坚固。例如,当添加碳,锰或铬等元素时,钢的强度也会增强 - 尽管碳也更脆。铝合金从铜,镁或锌等元素中获得强度。这些添加物在金属内部产生了微小的障碍,从而阻止了位错运动(塑性变形的原子级载体),从而提高了强度。简而言之,金属的“食谱”可以使弯曲更难或更容易。这就是为什么苏打中的铝易于柔软而柔软的,而飞机机翼中的铝(与其他金属混合在一起)具有更高的屈服强度。 晶粒尺寸(微观结构) 通常,较小的晶粒意味着更高的强度,这是霍尔 - 格什关系描述的趋势。原因是晶界充当脱位运动的障碍,因此更细的谷物会产生更多的障碍,并使金属更强壮 - 到达一点点。冶金学家通过控制的固化或热机械处理来完善晶粒尺寸。例如,许多高强度的钢和超合金用非常细的晶粒设计以最大化屈服强度,而晶粒非常大的金属往往更容易产生。 热处理 金属加热和冷却的方式可以改变其结构,从而改变其屈服强度。退火(缓慢加热和冷却)软金属,降低其屈服强度,并通过缓解内部应力来使其更具延展性。淬火(在水或油中快速冷却)将结构锁定到坚硬的,压力的状态,大大提高了屈服强度,但也使金属变脆。为了恢复平衡,淬灭通常是回火,一个适度的加热步骤,可改善韧性。 通过选择正确的热处理,制造商可以根据应用使金属更难或更柔软。例如,对弹簧钢进行处理以达到高屈服强度,因此它可以弯曲而不会变形,而钢丝首先要退火以易于塑形,然后再加强。 制造过程(冷工作) 如何机械处理材料也可以改变其屈服强度。冷工作(在室温下变形金属,例如冷滚动或冷图)通过称为工作硬化的机制提高了强度。当您将金属变形时,您会在其晶体结构中引入错位和纠缠,这使得进一步变形更加困难 - 实际上,金属随着变形而变得更强壮。这就是为什么在热卷(不工作)条件下,冷滚动钢通常比同一钢具有更高的屈服强度。 温度和环境 根据经验,大多数金属在高温下会失去屈服强度。热使金属变软,因此可以用较小的力变形。在非常低的温度下,有些材料变得更加脆弱。它们塑性变形的能力降低了,因此尽管屈服应力在技术意义上可能会增加,但它们比产量更有可能破裂。 诸如腐蚀或辐射等环境因素也会降解材料。腐蚀会产生凹坑或减少横截面区域,从而有效减少结构在屈服之前可以承受的负载。例如,生锈的钢梁在载荷下可能会产生的厚度比未腐蚀的束较低,因为其有效厚度会降低,并且来自锈蚀的微裂缝会浓缩压力。 产量不同材料的强度 应力 - 应变曲线提供了一种简单的方法来比较不同材料对负载的反应方式。在上图中,我们可以看到四个典型的行为。随着压力的增加,每个反应都不同,其屈服强度反映了这些差异。 脆性材料:脆性材料,例如玻璃或陶瓷,几乎没有塑性变形。他们沿着几乎直线直线直至突然断裂。他们的屈服强度非常接近他们的最终力量,因为他们并没有真正“屈服” - 它们中断。 强但不是延性材料:某些材料(例如高强度钢)可以承受高应力,但显示有限的延展性。它们具有很高的屈服强度,这意味着它们可以很好地抵抗永久性变形,但是在破裂之前并没有伸展太多。 […]
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