大連ブラスト加工技術パラメータのZ適化方法

大連ブラスト加工は表面処理、クリーニング、強化に広く応用されている技術であり、その加工効果は直接技術パラメータの影響を受けている。

一、ブラスト加工の基本原理とパラメータの概要

高速噴射された研磨剤粒子を用いてワーク表面に衝撃を与え、表面粗さを整理、強化、または変更する目的を達成する。主なプロセスパラメータは次のとおりです。

研磨剤の種類と粒度

ふんしゃあつ

噴射角度

ふんしゃきょり

噴射時間/移動速度

ノズル直径と形状

環境条件（温度、湿度）

これらのパラメータは相互に関連しており、ブラスト加工の効果と品質を共同で決定している。

二、重要プロセスパラメータZ適化戦略

1.研磨剤の選択と粒度のZ適化

研磨剤はブラスト効果に影響する核心要素の1つであり、選択時に考慮すべき：

材質のマッチング：ワーク材料に基づいて適度な硬度の研磨剤を選択する。アルミニウムなどの軟質金属には、ガラスビーズやプラスチック研磨剤を使用することができます。硬質合金の場合は、アルミナや炭化ケイ素などの硬質研磨剤を選択する必要があります。

粒度制御：粗粒度（例えばGrit 16-36）は厚い酸化皮膜を迅速に除去するのに適している、中粒度（Grit 60-100）は一般的な表面処理に適している、微粒子度（Grit 120以上）は、微細表面処理に用いられる。Z適化の原則は：加工要求を満たす前提で、できるだけ太い研磨剤を選んで効率を高めることである。

形状選択：角張った研磨剤（アルミナなど）は切削能力が強く、清掃に適している、ガラスビーズなどの球状研磨材は、表面強化と仕上げ処理に適しています。

2.ブラスト圧力のZ適化

アブレイシブジェット圧力は研磨材の衝撃エネルギーと加工効率に直接影響する：

圧力範囲：通常0.2〜0.8 MPaである。圧力が低すぎると清掃が不徹底になり、高すぎると基材を損傷する可能性がある。

Z適化方法：低圧力からテストを開始し、理想的な効果を達成するために低圧力まで徐々に増加する。精密部品や薄肉部品には、比較的低い圧力（0.2-0.4 MPa）を採用しなければならない。厚いスキンクリーニングには、0.6〜0.8 MPaを使用することができる。

圧力安定性：圧力安定を維持することが肝心であり、変動は±5%を超えてはならない。定圧装置と定期的に管路シール性を検査することで、圧力安定を効果的に維持することができる。

3.噴射角度と距離のZ適化

噴射角度：通常45〜90度の間。垂直噴射（90度）は切削力が強く、清掃に適している。より小さい角度（30〜60度）は、より均一な表面テクスチャを生成することができる。複雑な形状のワークについては、各部位が均一に処理されるように動的に角度を調整しなければならない。

噴射距離：一般的に100-300 mmに制御される。距離が近すぎると局所的な過剰処理を招き、遠すぎると効率が低下する。Z適化方法は：他のパラメータを固定し、異なる距離での処理効果をテストし、処理が均一で効率の高い距離を選択する。

4.噴射時間／移動速度制御

固定サンドブラストの場合：

時間制御：試験により要求処理効果を達成するまでの時間を確定する。過度のサンドブラストは基材の損傷と研磨材の浪費を引き起こす。

移動式サンドブラストの場合：

移動速度：アブレイシブジェット圧力、研磨剤流量と整合し、単位面積当たりに十分な研磨剤衝撃を受けることを確保しなければならない。通常は0.1 ~ 0.5 m/sであり、試噴によってより良い速度を決定することができる。

5.ノズルパラメータのZ適化

ノズル直径：研磨剤流量と噴射モードに影響する。小径（4-6 mm）は精密加工に適している、大径（8-12 mm）は大面積処理に適している。選択時には空圧機の給気能力を考慮しなければならない。

ノズルの材質：炭化ホウ素ノズルは耐摩耗性がより良く、寿命は炭化タングステンの2-3倍で、長期連続作業に適している、セラミックスノズルは低コストだが壊れやすい。

ノズル形状：直孔ノズル噴流集中、ベンチュリ型ノズル研磨剤分布がより均一である。加工要件に応じて選択します。

三、パラメータ協同Z適化方法

単一パラメータのZ適化効果には限界があり、パラメータ間の相互作用を考慮する必要がある：

直交試験法：多要素多レベル試験を設計し、統計分析を通じてより優れたパラメータの組み合わせを確定する。

応答面法：プロセスパラメータと加工効果（例えば粗さ、クリーニング率）の数学モデルを構築し、より良い解を探す。

経験式の参考：例えばサンドブラスト強度（Almen試験片アーク高）と圧力、距離の経験関係：I∝P・（1/D）^ n、ここでnは約1.5-2である。

リアルタイムモニタリング調整：表面粗さ計、残留応力試験器などの設備を用いてリアルタイムモニタリングし、動的にパラメータを調整する。

四、異なる応用シーンのZ適化重点

表面清掃：清掃効率に重点を置いて、比較的に高い圧力、比較的に大きい研磨剤と比較的に短い距離を選択することができる。

表面強化（ショットブラスト）：圧力応力の導入を重視し、ショットブラスト強度と被覆率を正確に制御する必要があり、通常は比較的小さい研磨剤（0.2-0.6 mm）と中低圧力を採用する。

表面テクスチャ処理：均一で一貫した表面形態を追求し、研磨剤の粒度分布、噴射角度と移動速度を厳格に制御する必要がある。

精密部品の処理：パラメータの許容差が小さく、精密研磨剤、比較的低い圧力と正確なノズル位置決めを採用する必要がある。

五、よくある問題と解決方案

表面不均一：研磨剤の流量が安定しているか、ノズルが摩耗しているか、移動速度が一定であるかを検査する。

基材損傷：圧力を下げ、距離を増大し、比較的柔らかい研磨剤または比較的大きい粒度に変更する。

非効率：空圧機の給気能力、研磨剤が湿って塊になっているかどうか、ノズルが詰まっているかどうかを検査する。

粉塵が大きすぎる：除塵システムをZ適化し、湿式ブラストや防塵剤の使用を考慮する。

六、プロセスパラメータの記録と管理

完全なパラメータ記録システムを構築し、以下を含む：

ワークピースのマテリアルと状態

研磨剤タイプとロットの使用

プロセスパラメータの設定

加工効果検出データ

デバイスステータス情報

データ分析を通じてプロセスを絶えずZ適化し、標準化作業指導書を形成する。

サンドブラスト加工プロセスパラメータのZ適化はシステム工学であり、材料特性、加工要求、設備条件を総合的に考慮する必要がある。科学的方法論の指導、厳格な試験検証と持続的な技術改善を通じて、サンドブラスト加工効果の更なるZ適化を実現し、製品の品質と生産効率を高めることができる。実際の応用においては、具体的な状況に合わせて柔軟に調整し、経験の蓄積と技術革新を重視しなければならない。