Guide de finition des canons

L'obtention de bons états de surface grâce à la finition au tonneau dépend de la sélection et de l'utilisation appropriées des tambours, des abrasifs, des agents lubrifiants, des agents de transport et des agents de polissage.

La finition au tonneau, également connue sous le nom de culbutage au tonneau, est une opération d'amélioration de la surface dans laquelle un mélange de pièces, de produits et de composés est placé dans un tonneau à six ou huit côtés et tourné à une vitesse prédéterminée dans le but d'arrondir les angles, d'ébavurer, de rectifier, de décalaminer, d'ébavurer, d'améliorer la finition de la surface, de brunir, de polir et d'arrondir les rayons des pièces en vrac. Il fonctionne en faisant culbuter des pièces dans un tonneau en rotation, créant ainsi une friction en faisant culbuter les pièces les unes contre les autres et contre d'autres matériaux, tels que des supports et des composés.

Points forts du tumbling

Les pièces peuvent être finies à moindre coût qu'à la main.
Plusieurs pièces peuvent être traitées en même temps.
Nécessite très peu de manipulation.
Les pièces sont plus résistantes et plus solides après le culbutage.
La culbute permet d'évacuer une partie du stress.
Les pièces forgées et les pièces moulées peuvent être mélangées.
Les pièces de machine et les pièces embouties peuvent être ébavurées et brunies pour obtenir une finition élevée.
Sur les longs trajets, les systèmes peuvent fonctionner toute la nuit.
Un usinage soigneux et adéquat de vos pièces vous permettra de gagner du temps lors du culbutage.

Il existe deux types de finition des tonneaux : le culbutage humide et le culbutage à sec. Le culbutage humide est utilisé presque exclusivement pour l'élimination de l'excédent de matière. Le culbutage à sec est utilisé pour toutes les phases, y compris le polissage.

Tumbling humide

Les tonneaux horizontaux et obliques sont couramment utilisés pour le culbutage humide. Le tonneau horizontal est généralement de forme octogonale ou hexagonale. Bien que le tonneau oblique soit plus facile à charger et à décharger, le tonneau horizontal est préféré en raison de sa plus grande capacité et de sa meilleure action de culbutage.

Les tonneaux sont en acier, souvent revêtus de bois, de caoutchouc, de néoprène, d'uréthane, de PVC ou de vinyle. Le revêtement amortit l'impact des pièces en mouvement contre le tonneau, ce qui prolonge la durée de vie de ce dernier. Les dimensions les plus courantes des tonneaux varient en diamètre (18″ à 36″) et en longueur (18″ à 42″). En général, le diamètre est plus petit que la longueur. La vitesse des cylindres horizontaux varie de 20 à 38 tours/minute, en fonction de la taille du cylindre et des articles à culbuter. Les pièces fragiles, par exemple, nécessitent des vitesses plus lentes pour éviter tout dommage.

Après avoir rempli un tonneau à environ la moitié de sa capacité avec des pièces et des supports, on ajoute de l'eau jusqu'à trois à cinq pouces en dessous de la charge. Ce niveau peut varier dans un sens ou dans l'autre. Plus le niveau d'eau est bas, plus la coupe est rapide. Plus la quantité d'eau est importante, plus la finition est fine et plus la vitesse de coupe est lente. Pour le brunissage, l'eau doit être à peu près au niveau de la charge.

Le composé est placé en dernier dans le tonneau. En fonction de la quantité de matière à enlever des pièces, le culbutage dure de 6 à 24 heures. Les pièces en plastique très légères nécessitent l'ajout de céramique lisse ou de bois dur dans un processus à sec pour augmenter le poids de la charge.

Après un passage, les pièces et le tonneau doivent être soigneusement rincés à l'eau douce. Les pièces sont ensuite retirées et séchées par l'une des méthodes suivantes : culbutage avec de la grenaille d'épis de maïs, exposition à des lampes chauffantes ou essorage. Le rinçage des supports après leur utilisation permet d'éviter toute contamination ou tout résultat indésirable en cas de réutilisation ultérieure.

La plupart des méthodes de finition en série utilisent l'eau pour lubrifier et évacuer les résidus de coupe. Sans eau, les pièces seraient rayées et noires à cause des abrasifs incrustés. Associée à nos composés, l'eau ne se contente pas d'emporter les abrasifs et de maintenir le support propre, elle agit également comme un coussin pour protéger les pièces.

Cependant, il arrive que l'eau soit un obstacle, par exemple lors du traitement de pièces minces et plates (où la tension superficielle de l'eau fait que les pièces s'agglutinent) ou lorsqu'on essaie de polir ou de lisser une pièce en plastique (qui peut absorber l'eau et devenir trop molle pour résister aux éraflures ou à la déformation). Il existe également des opérations de polissage de bijoux qui sont limitées à la douceur du brillant produit lorsque le support est trop lourd et trop dur. Alors, comment faire fonctionner des pièces en toute sécurité sans l'aide de l'eau ?

Tumbling à sec

Pour le culbutage à sec, on utilise presque exclusivement le tonneau octogonal horizontal. Ce tonneau est parfois doté d'une peau métallique et d'un revêtement en bois dur qui peut être remplacé si nécessaire. Un tonneau de 30″ de diamètre et de 36″ ou 42″ de longueur est considéré comme standard. Pour plus de polyvalence, ces fûts peuvent être divisés en deux compartiments. Les tonneaux secs sont souvent à double étage, de sorte qu'un tonneau se trouve au-dessus de l'autre, bien que les deux soient placés dans le même cadre. Cela permet d'économiser de l'espace au sol, en particulier lors de l'utilisation de plusieurs fûts. La vitesse des tonneaux pour le culbutage à sec est généralement maintenue entre 28 et 32 tours/minute.

Au fil des ans, plusieurs techniques ont été mises au point. Dans les premières opérations de culbutage, l'eau n'était pas utilisée. On utilisait du sable avec des pierres lisses. Le sable facilitait non seulement la coupe, mais offrait également une surface extraordinaire pour transporter les résidus sales. Cela permettait d'éviter que les résidus ne s'incrustent dans la surface des pièces. Ainsi, si l'on remplace l'eau par quelque chose qui transporte la saleté, les pièces peuvent être usinées avec succès.

L'ajout d'une matière organique, telle que la grenaille d'épis de maïs ou de coquilles de noix, s'avère plus absorbant que le sable et permet donc de transporter plus de saletés et même d'huiles. Les matières organiques sont également de très bons vecteurs d'abrasifs.

Les plastiques nécessitent un support souple, comme les chevilles en bois, pour ne pas être endommagés. Cependant, un support mou ne coupe pas beaucoup. L'ajout de grenailles d'épis de maïs traitées à la pierre ponce accélère considérablement la coupe. La pierre ponce est une silice issue de cendres volcaniques. Il s'agit d'un cristal friable, très pointu et long. Comme elle est molle, elle se fracture en petits cristaux pointus, même sous la charge légère d'un support en bois. Les abrasifs plus durs ne se fracturent pas et cessent donc de couper lorsqu'ils s'émoussent. C'est pourquoi la pierre ponce est l'abrasif de choix pour la coupe à sec.

Les pièces métalliques autolubrifiantes avec des supports en céramique ou en plastique fonctionneront très bien si l'on ajoute de la pierre ponce comme abrasif et de la grenaille d'épi de maïs pour absorber la saleté.

Des finitions extrêmement brillantes peuvent être obtenues en utilisant des chevilles en bois ou des coquilles de noix traitées avec une cire et un abrasif. L'abrasif utilisé doit avoir une taille inférieure ou égale à un micron. Il existe des crèmes de polissage prêtes à l'emploi pour ce type de travail, telles que Metaglos et Microlyte. Les pièces métalliques peuvent être finies dans un tonneau pendant la nuit, ou en une heure ou moins dans une machine à haute énergie. La plupart des montures de lunettes en fil de fer et un grand nombre de bijoux en or sont polis de cette manière.

Les pièces en plastique, telles que les boutons et les montures de lunettes en plastique, sont généralement polies à l'aide de chevilles en bois ou parfois de gros grains d'épis de maïs. Si l'on prend le temps de les manipuler avec soin, les pièces en plastique peuvent être polies pour obtenir une finition proche du polissage à la main. Le support étant relativement léger, il faut compter 10 à 15 heures pour obtenir des résultats. Comme il n'y a pas d'effet de brunissage, c'est l'abrasif qui fait tout le travail. Une monture de lunettes en plastique doit passer par trois ou quatre étapes (progressivement plus fines) et chaque étape peut prendre une journée. Néanmoins, par rapport au polissage manuel, la finition en série est beaucoup plus économique.

Bien que le cycle de finition au tonneau décrit ici suffise dans la majorité des cas, certaines opérations simples d'ébavurage, comme c'est souvent le cas pour les pièces moulées par compression en plastique, peuvent être effectuées en faisant simplement basculer les pièces l'une contre l'autre dans un tonneau criblé qui permettra à la ferraille de s'écouler. Ce type d'opération ne nécessite généralement pas de support. L'action des pièces l'une contre l'autre élimine les bavures, tandis que les trous du tonneau permettent aux déchets de s'échapper, ce qui maintient les pièces propres. Les pièces moulées en vinyle ne peuvent pas être débridées de cette manière, car la bavure se plie au lieu de se briser. La congélation du vinyle permet de remédier à ce problème. Le culbutage avec de la glace sèche sous forme liquide ou solide fera l'affaire dans un tonneau humide standard.

Pièces détachées

Le nombre de pièces pouvant entrer en toute sécurité dans un tonneau est déterminé par la taille du tonneau, la taille de la pièce, la fragilité, la forme et le poids de la pièce et le résultat final souhaité.

Les pièces représentent généralement un tiers de la charge totale du tonneau. La quantité de pièces qui peut être mise dans le tonneau par rapport à la quantité de média est un compromis entre une économie maximale et une finition maximale. De bonnes surfaces ne seront pas obtenues s'il y a trop de pièces dans le tonneau. D'un autre côté, l'enlèvement de matière sera ralenti s'il y a trop peu de pièces dans le tonneau. Moins il y a de pièces dans le canon, meilleure est la finition. Plus il y a de pièces dans le canon, plus c'est économique.

En règle générale, les formes simples, telles que les boules et les carrés, peuvent être finies au tonneau avec peu de risques de dommages. En supposant que les deux pièces soient de taille similaire, il est possible de traiter une plus grande quantité d'une forme simple qu'une forme complexe. Il en va de même pour le poids, puisque de plus grandes quantités d'articles légers peuvent être finies au tonneau en une seule opération, contrairement aux articles plus lourds.

Chargement du baril

Les hauteurs de charge du canon (pièces et supports) ne doivent pas être inférieures à 45% ni supérieures à 60% de la capacité. Les hauteurs de charge comprises entre 401 et 451 TTP3T produisent plus d'action mais une moins bonne finition. La hauteur de charge optimale est de 50%, avec environ trois parties de média pour une partie de pièces afin d'éviter que les pièces ne s'entrechoquent. Sur les pièces grandes ou fragiles, le rapport peut atteindre 6:1. L'action est ralentie par l'augmentation de la hauteur de la charge. L'augmentation de la hauteur de charge peut être utilisée pour adoucir l'action ; l'abaissement de la hauteur accélère la coupe mais peut entraîner une finition plus grossière. Cependant, il est parfois possible de culbuter de très grosses pièces si le baril est surchargé et si l'on utilise une vitesse plus lente.

Agents de transport

Les opérations d'abrasion ont pour but d'éliminer les marques d'outils et les bavures, de lisser les surfaces rugueuses et de former des rayons. Dans le cas du tambourinage à sec, il est conseillé d'utiliser un agent porteur en plus des poudres abrasives.

Un agent de transport, en agissant comme un tampon entre les pièces, les empêchera de s'endommager mutuellement et produira des surfaces plus lisses. L'agent porteur transportera également l'abrasif dans des cavités qui n'auraient pas été atteintes autrement. Les agents porteurs comprennent la grenaille d'épis de maïs, la grenaille de coquilles de noix et les chevilles de bois.

La plupart des opérations d'abrasion sont effectuées avec des chevilles en bois, car les grains de maïs et de coquilles de noix sont trop légers pour créer un frottement suffisant. Tous les agents porteurs doivent être d'une taille qui facilite la séparation des pièces et qui ne se logent pas dans les trous ou les fissures. C'est pourquoi les agents porteurs sont disponibles en différentes tailles.

Médias

Le support est tout matériau ajouté à la charge de pièces pour agir comme un coussin, empêchant les pièces de se heurter les unes aux autres, et pour servir de support au composé. Normalement, le support est utilisé dans un rapport de trois parties de support pour une partie de pièces en volume. L'utilisation d'une plus grande quantité de support et d'un nombre réduit de pièces par charge permet de protéger les pièces de grande taille ou fragiles.

Dans la finition au tonneau, la taille et le type de média dépendent du matériau, de la taille et des trous de la pièce. Le support doit être suffisamment petit pour passer librement à travers les trous, les évidements et les pointes, ou suffisamment grand pour ne pas se coincer. Plus le support est grand, plus la coupe est rapide ; plus le support est petit, plus la coupe est fine.

Conseils aux médias

Les chevilles en bois sont généralement utilisées pour le "culbutage à sec", mais des supports plus denses ou plus grossiers, tels que la coquille de noix ou la grenaille d'épis de maïs, peuvent être utilisés pour une coupe plus rapide si la finition n'est pas importante.
L'oxyde d'aluminium est utilisé pour l'ébavurage et le rodage lorsque les irrégularités de forme et de taille ne sont pas importantes. L'oxyde d'aluminium est économique et durable.
Le média plastique préformé est un média léger et résilient, excellent pour la finition de l'aluminium, du moulage sous pression et des pièces délicates. Il n'a que peu ou pas d'impact sur les pièces.
Le média céramique préformé est un média abrasif utilisé lorsque la régularité de la taille et de la forme est importante. Il coupe plus rapidement que l'oxyde d'aluminium, mais s'use aussi plus vite.
Les billes et formes de brunissage en acier sont utilisées uniquement pour le brunissage et l'avivage. Elles n'enlèvent pas de métal, mais émoussent les bavures légères. Des finitions très élevées peuvent être obtenues avec l'ajout d'un composé de brunissage. Pour les travaux ferreux en général, il faut utiliser trois à cinq parts de produit pour une part de pièces en volume (3:1 pour l'acier, 5:1 pour le magnésium ou l'aluminium). En augmentant le ratio ou le produit, la finition sera plus fine. Ne pas utiliser ou mélanger de la grenaille d'acier avec des abrasifs.
Dans le cas du culbutage automatique (culbutage des pièces sans média), seuls des composés d'ébarbage ou de brunissage et de l'eau sont utilisés. Si les pièces ne sont pas trop délicates ou de forme complexe et que les bavures sont entièrement exposées, le culbutage automatique est possible. Cette méthode est économique, car elle permet de charger davantage de pièces dans le tonneau. Un autre avantage est qu'il n'y a pas de problème de séparation.

Lubrification

Le composé abrasif est l'élément suivant. C'est l'additif qui détermine le type d'opération à effectuer. Si le support est traité avec un composé de coupe, il y aura une action de meulage ; avec une crème de polissage, un lustre lisse apparaîtra. Ne mélangez pas les composés acides avec les composés alcalins, car une pression indésirable pourrait se produire dans le tonneau.

Découpage et pré-polissage (Dry Tumbling)

Notre crème abrasive sèche et notre crème de coupe sèche produisent une coupe lisse sans s'agglomérer sur les pièces ou obstruer les évidements. Ce composé abrasif doit être retiré du cylindre après chaque cycle de 16 à 24 heures, car la pierre ponce contenue dans la crème se décompose après environ 20 heures de fonctionnement. S'il n'est pas enlevé, le composé décomposé salira le plastique et le baril et retardera l'action de tout nouveau composé introduit. L'élimination automatique du composé peut être réalisée en faisant fonctionner le tonneau avec une porte grillagée.

Dans certains cas, il n'est pas possible d'utiliser un mélange de pierre ponce et de pâte à polir, car il obstrue les trous ou les cavités des pièces. Dans ce cas, la crème de pré-polissage Shynolyte peut être appliquée directement sur les chevilles en bois.

Bien que le processus d'abrasion crée une surface lisse, la surface ne sera pas assez lisse pour recevoir un polissage et d'autres opérations d'abrasion seront nécessaires.

Polissage (tambourinage à sec)

Il s'agit de l'opération la plus critique dans la finition des pièces en plastique. Si la surface des pièces en plastique est trop rugueuse, il est impossible d'obtenir une finition satisfaisante.

En règle générale, une crème est utilisée comme agent de polissage et appliquée directement sur les chevilles en bois. Les crèmes de finition sont composées de cires et/ou d'abrasifs. L'inconvénient d'une crème à base de cires est que la cire s'enlève lors de la manipulation, éliminant ainsi le polissage. Il est judicieux de polir avec une crème combinant cire et abrasifs, comme notre crème de polissage Microlyte ou notre crème de polissage Metaglos pour les métaux. Les cires peuvent être mélangées à un abrasif, servant ainsi de lubrifiant tout en bénéficiant d'une certaine protection lors de la manipulation.

Les pièces en plastique doivent être relativement propres avant d'être placées dans le tonneau pour le polissage. Il faut mettre suffisamment de crème dans le tonneau pour que les chevilles en bois ne rayent pas les pièces. Il faut surveiller l'accumulation de crème et de saletés sur les chevilles en bois. En cas d'accumulation excessive, les pièces en plastique raclent la crème et la saleté des chevilles, créant ainsi une poudre. Cette poudre annule alors tout agent lubrifiant et les chevilles rayent les pièces en plastique. Le fait de placer un trop grand nombre de pièces dans le barillet peut également entraîner cette situation et causer des dommages dus aux collisions entre les pièces.

Vitesse

La vitesse de rotation du canon est très importante. Des vitesses trop lentes ne créeront pas suffisamment de friction entre les pièces. Les meilleurs résultats peuvent être obtenus à une vitesse de 28 à 30 tours/minute, en fonction du travail à effectuer et de la taille du canon. Des vitesses plus élevées permettent d'obtenir une action plus rapide, mais une moins bonne finition. Les vitesses plus lentes prendront plus de temps pour effectuer le travail, mais seront plus sûres pour les pièces grandes ou délicates. Lors de l'ébavurage de pièces, il est préférable de commencer à une faible vitesse de rotation pour couper la bavure au lieu de la faire rouler. La vitesse de rotation peut être augmentée lorsque ce danger est écarté. Pour le brunissage, une vitesse de rotation plus élevée peut être utilisée.

Les petits cylindres ont besoin de vitesses plus élevées pour atteindre la même quantité de pieds de surface par minute que les grands cylindres. Des vitesses plus élevées peuvent être souhaitables pour l'ébavurage des pièces, mais elles risquent de vaincre la force de gravité et d'interrompre la zone de glissement constante et régulière à l'intérieur du tonneau, ce qui entraînerait une collision avec les pièces, des piqûres ou des dommages aux pièces en cours de traitement. Au lieu de culbuter, les pièces peuvent se retrouver en suspension dans l'air et être martelées ou arrosées de particules lourdes, ce qui provoque des dommages dus à l'impact. Lorsque la finition de la surface de la pièce n'est pas importante et que des temps de cycle plus courts sont plus souhaitables, ce procédé peut être acceptable, mais ce n'est pas la meilleure utilisation de l'équipement. L'utilisation continue à une vitesse de rotation élevée raccourcira la durée de vie du média en le brisant plus rapidement ou peut affecter les parois internes ou le revêtement de la chambre de travail.

Glissement et pente

L'efficacité du système standard d'ébavurage ou de polissage dépend de la capacité des pièces et du support à glisser le long d'une pente créée par la gravité. Si la pente est brisée par une vitesse trop rapide, les pièces peuvent se retrouver en suspension dans l'air, ce qui endommage les pièces et/ou rend le système à tonneau inefficace. Une vitesse trop lente n'endommage pas les pièces, mais allonge la durée du cycle. Lorsque des vitesses plus rapides sont souhaitables, le tonneau doit contenir une plus grande quantité d'eau et de composés chimiques pour donner plus de cohésion à la masse ; cela permettra également d'adoucir ou d'amortir l'impact ou l'effet de martelage du média sur les pièces.

Si le canon tourne trop vite, l'action de glissement souhaitée sera affectée. Les pièces seront entraînées vers le haut du barillet et tomberont. Cela peut endommager les matières plastiques. Le glissement de la charge de travail dépend du diamètre du tonneau, de la vitesse de rotation du tonneau, de la hauteur du niveau de charge et de la hauteur du niveau d'eau. Avec un niveau de charge 60% et un niveau d'eau situé à un pouce sous le niveau de charge, le glissement le plus important est obtenu à environ 150 pieds de surface par minute (SFPM). Au début du cycle de culbutage, un faible SFPM permet d'éviter le roulement de certaines bavures. Le SFPM peut être augmenté après dix ou quinze minutes. Un faible SFPM permet également de protéger les pièces délicates. Un SFPM trop élevé fera voler la charge dans le tonneau et créera des impacts et des piqûres.

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Le guide ultime du microbillage de verre : Techniques, avantages et meilleures pratiques

Chez Vibra Finish Ltd.Nous sommes fiers d'offrir des solutions de finition de surface de haute qualité, et nous sommes fiers d'offrir des solutions de finition de surface de haute qualité. sablage de billes de verre est l'une des techniques les plus efficaces pour obtenir des surfaces lisses, propres et visuellement attrayantes. Ce guide propose un examen approfondi du décapage aux billes de verre, de son processus à ses nombreuses applications, ses avantages et ses meilleures pratiques.

Qu'est-ce que le sablage de billes de verre ?

Définition et vue d'ensemble

Le grenaillage de billes de verre est un procédé de finition de surface non abrasif dans lequel des billes de verre sphériques sont projetées dans l'air. perles de verre sont projetés à haute pression sur une surface. Cette technique est couramment utilisée pour nettoyer, polir et préparer les surfaces sans endommager le matériau sous-jacent. Contrairement à d'autres méthodes abrasives, sablage de billes de verre laisse un fini lisse et uniforme, ce qui le rend idéal pour les industries où l'esthétique et l'intégrité de la surface sont essentielles.

Cette méthode est largement utilisée dans des secteurs tels que automobile, aérospatialeet fabrication généraleoù il joue un rôle crucial dans l'élimination des contaminants tels que la rouille, les vieilles peintures et les débris, tout en veillant à ce que le matériau de base ne soit pas endommagé.

Histoire et évolution du microbillage de verre

Le sablage aux billes de verre a parcouru un long chemin depuis son introduction. Les premières méthodes de sablage étaient très abrasives, ce qui entraînait souvent des dommages matériels. Cependant, le développement des support de perles de verre offrait une solution moins agressive mais tout aussi efficace. Au fil du temps, les progrès réalisés en matière d'équipement, tels que les cabines de sablage et les buses modernes, ont permis d'améliorer l'efficacité du sablage. sablage de verre plus précis et plus efficace, ce qui lui permet d'être utilisé dans des industries plus délicates et de haute précision comme l'aérospatiale et la fabrication médicale.

Comment fonctionne le sablage de billes de verre

Le processus de dynamitage en détail

Le sablage de billes de verre comporte plusieurs étapes clés :

La surface à traiter est nettoyée et préparée.
Les billes de verre destinées au sablage sont chargées dans une machine de sablage.
L'air comprimé propulse les billes à travers une buse, dirigée vers la surface cible.
Les billes frappent la surface, éliminant délicatement les impuretés sans modifier les dimensions du matériau.

Les éléments clés de ce processus sont le choix de la taille des billes, la pression de l'air et le maintien d'une distance de sablage constante pour garantir une finition homogène.

Équipement et outils pour le microbillage de verre

Réussite sablage de billes de verre nécessite un équipement spécialisé, notamment

Cabines de sablage pour contenir les médias.
Buses de différentes tailles pour différentes applications.
Compresseurs d'air pour générer la haute pression nécessaire au dynamitage.

L'entretien de l'équipement est essentiel pour obtenir les meilleurs résultats, car des buses usées ou une pression d'air irrégulière peuvent affecter la qualité de la finition. Choisir les bons outils et les entretenir régulièrement permet d'obtenir une efficacité et des performances maximales.

Avantages du microbillage de verre

Finition de la surface et améliorations esthétiques

Le grenaillage de billes de verre est très apprécié pour sa capacité à créer des finitions lisses, satinées ou mates. C'est particulièrement important pour les applications où l'apparence et la texture sont importantes, comme les pièces automobiles ou les métaux décoratifs. Il améliore non seulement l'aspect du matériau, mais aussi sa capacité à adhérer à des revêtements, des peintures ou des adhésifs.

Solution non abrasive et respectueuse de l'environnement

L'un des principaux avantages de la sablage de billes de verre est qu'il s'agit d'un non abrasif ce qui le rend sûr pour des surfaces telles que l'aluminium et l'acier inoxydable, où la préservation de l'intégrité du matériau est essentielle. En outre, support de perles de verre est respectueux de l'environnement. Les billes sont fabriquées à partir de verre recyclé et peuvent être réutilisées plusieurs fois, ce qui en fait une option durable par rapport à d'autres matériaux de sablage.

Applications courantes du microbillage de verre

Industrie automobile

Dans le monde de l'automobile, microbillage est couramment utilisé pour restaurer des pièces de voitures anciennes, nettoyage Ce procédé permet d'obtenir une surface lisse et exempte de rouille sans endommager le métal, ce qui est idéal pour les projets de restauration automobile sensibles. Ce procédé permet d'obtenir une surface lisse et exempte de rouille sans endommager le métal, ce qui le rend idéal pour les projets de restauration automobile délicats.

Industrie aérospatiale

Dans l'industrie aérospatiale, sablage de billes de verre est utilisé pour nettoyer et préparer les pièces, en veillant à ce qu'elles soient exemptes de débris et prêtes pour l'assemblage ou le revêtement. Cette technique est appréciée pour sa précision et son absence de dommages, ce qui est essentiel dans les applications aérospatiales où l'intégrité des matériaux est primordiale.

Fabrication générale et entretien

De la fabrication des métaux à la entretien des machines, sablage de billes de verre est largement utilisée pour nettoyer, ébavurer et préparer les surfaces en vue d'un traitement ultérieur. Cette technique est efficace pour éliminer les contaminants tels que la calamine et la rouille tout en préservant les propriétés de la surface du matériau.

Le sablage aux billes de verre par rapport aux autres méthodes de sablage

Décapage aux billes de verre vs. sablage

Par rapport à la méthode traditionnelle sablage, sablage de billes de verre est moins agressif, offrant une option plus douce pour les surfaces délicates. Sablage peut user le matériau au fil du temps, ce qui le rend inadapté aux projets pour lesquels le maintien de l'intégrité de la surface est important. Sablage de verre est souvent préféré pour les travaux nécessitant à la fois un nettoyage et une préservation.

Supports de sablage aux billes de verre : Choisir le bon type

Comment choisir les meilleures perles de verre pour votre projet

Choisir le bon type de support de perles de verre dépend de l'application. Des facteurs tels que la taille des billes, la dureté et la finition souhaitée jouent tous un rôle dans le choix du support approprié. Les grosses billes donnent une finition plus agressive, tandis que les petites billes donnent une surface plus lisse.

Avantages et inconvénients du microbillage de verre

Principaux avantages

Non abrasif: Préserve l'intégrité de la surface.
Réutilisable: Rentabilité et respect de l'environnement.

Inconvénients et limites

Tandis que perles de verre est efficace, il n'est pas forcément la meilleure option pour tous les projets. Par exemple, il n'est pas aussi efficace pour enlever les revêtements épais ou les matériaux fortement rouillés que les médias plus abrasifs.

Considérations de sécurité pour le décapage des billes de verre

Équipement de protection et procédures de sécurité

Les opérateurs doivent toujours utiliser des équipements de protection appropriés, tels que des gants, des masques et des lunettes de protection, afin d'éviter toute blessure pendant l'opération. sablage de verre processus. Une ventilation adéquate est également nécessaire pour éviter l'inhalation de poussières ou de particules.

Impacts sur l'environnement et la santé

Sablage de billes de verre est relativement sûr et respectueux de l'environnement, mais il est important d'éliminer correctement les matériaux usagés afin de minimiser l'impact sur l'environnement. L'utilisation de billes recyclées et la minimisation des émissions de poussières sont des étapes clés d'une opération de sablage respectueuse de l'environnement.

Conclusion

Le décapage aux billes de verre est une solution polyvalente, sûre et écologique pour la préparation, le nettoyage et le polissage des surfaces dans un large éventail d'industries. Sa capacité à produire des finitions lisses sans endommager les matériaux en fait l'option de choix pour de nombreuses applications de précision.

Questions fréquemment posées

Le microbillage peut-il être utilisé sur tous les métaux ?

Oui, le sablage aux billes de verre convient à la plupart des métaux, y compris l'aluminium, l'acier et l'acier inoxydable.

Quelle est la différence entre le sablage aux billes de verre et le sablage à la soude ?

Le sablage aux billes de verre est plus polyvalent et plus efficace pour un plus grand nombre d'applications, tandis que le sablage à la soude est plus doux et souvent utilisé pour des surfaces plus douces.

Le décapage aux billes de verre peut-il enlever la rouille et la peinture ?

Oui, le décapage aux billes de verre permet d'éliminer efficacement la rouille, la peinture et la calamine sans endommager le matériau de base. Pour plus d'informations sur le grenaillage de billes de verre sablage de billes de verre services, contact Vibra Finish Ltd. aujourd'hui !

Grenaillage vibratoire

Kumar Balan étudie l'efficacité du grenaillage vibratoire, sa viabilité financière et sa portée commerciale. Son article couvre tous ces aspects grâce aux données fournies par Vibra Finish.

Dans le numéro d'hiver 2018 de The Shot Peener, nous avons abordé deux techniques de grenaillage non conventionnelles ; l'une d'entre elles était le grenaillage vibratoire. Outre l'état de surface supérieur, nous avons appris que la couche de compression était plus profonde avec le grenaillage vibratoire par rapport au grenaillage conventionnel. Le processus lui-même était très différent du grenaillage conventionnel en termes de durée de vie du support, de production de poussière et de coûts des services publics. Nous en avons conclu que cette technique de génération de contraintes de compression résiduelles méritait d'être explorée plus avant. Les résultats sont discutés ici.

Vibra Finish, une société basée à Mississauga, Ontario (Canada), a mené de nombreuses études pour valider les faits établis et définir clairement les limites de ce procédé de grenaillage. Elle a tenté d'identifier les composants, tant industriels que domestiques, qui exigent et peuvent bénéficier d'une combinaison de résistance à la fatigue et d'une finition de surface supérieure, le tout en une seule étape.

Lors de l'examen d'un nouveau procédé, en particulier d'un procédé qui simule une technique établie mais avec des améliorations notables, le scepticisme est courant. Les doutes portent notamment sur l'efficacité technique du procédé, sa viabilité financière et sa portée potentielle sur le marché. Notre discussion couvrira tous ces aspects grâce aux données fournies par Vibra Finish. Étant donné que Vibra Finish utilise également des machines de grenaillage de précontrainte conventionnelles, notre discussion est enrichie par la comparaison des deux techniques sous des variables de processus identiques.

Contexte

La finition vibratoire est un processus primaire à part entière et parfois un processus supplémentaire utilisé pour polir une surface grenaillée. En tant qu'opération secondaire, elle permet d'éliminer la rugosité de la surface créée lors du grenaillage. Une rugosité de surface supérieure à une certaine valeur dépendant de l'application peut avoir un effet néfaste sur la durée de vie en fatigue du composant. Comme nous le savons, la plupart des spécifications limitent l'enlèvement de matière lors de la finition après le grenaillage à 10% de la valeur d'intensité "A". La finition vibratoire peut être contrôlée pour rester bien en deçà de cette tolérance. La finition vibratoire est également utilisée pour l'ébavurage, le brunissage, le décalaminage et est idéale pour la finition des pièces avant la peinture, le placage, le traitement thermique, l'anodisation ou simplement pour obtenir une excellente finition finale.

La finition vibratoire est considérée comme un processus de "finition de masse" et, lorsqu'elle est bien conçue, elle permet d'obtenir un lot de pièces traitées de manière uniforme et cohérente. Le processus ne dépend pas des compétences de l'opérateur, contrairement à d'autres techniques telles que le polissage, le limage, la courroie, etc. Au lieu de cela, un lot de pièces est chargé en vrac dans un bac ou acheminé en continu vers une machine vibrante pour un fonctionnement en ligne. Le bac est rempli de produits de finition et de composés appropriés qui, une fois combinés, agissent comme des milliers de petites surfaces de limage qui frottent les pièces. Le composé facilite l'action de nettoyage et de finition du support (généralement en céramique). Le choix du composé dépend du matériau à traiter, de la finition de surface souhaitée et des exigences propres à l'application et au processus. Les additifs contenus dans le composé peuvent avoir d'autres fonctions telles que le nettoyage alcalin, le brunissage acide, le lavage et l'inhibition de la rouille.

Comme tout autre procédé, la finition vibratoire comporte des variables contrôlables qui modifient la qualité de la finition. Deux des principaux facteurs sont l'amplitude et la fréquence des vibrations. Compte tenu des avantages de ce procédé, il est naturel d'étendre la gamme d'applications de la finition vibratoire afin d'obtenir un produit grenaillé et fini en une seule étape.

Recherche antérieure

En 2016-17, le Dr Hongyan Miao et le Prof. Martin Levesque de Polytechnique Montréal ont étudié les améliorations de la durée de vie en fatigue d'un certain type d'alliage en utilisant le grenaillage conventionnel et le grenaillage de précontrainte. Les résultats de cet essai ont été suffisamment encourageants pour que des tests supplémentaires soient effectués. Les détails de ces essais sont les suivants :

Le grenaillage de précontrainte conventionnel a été effectué dans une machine à air automatisée avec une buse de diamètre V2″ propulsant des billes de céramique Z425 sur le composant. L'intensité cible était de 8A, obtenue avec une pression d'air de 20 PSI et un débit de 10 lb/minute. La pièce a été fixée sur une table rotative.
Le grenaillage vibratoire (ce terme est utilisé pour signifier le seul but de cette opération - le grenaillage) a été effectué dans une cuve de type discontinu remplie de billes d'acier au carbone AISI de type 1018 de diamètres 1/8″, 3/16″ et Vi", représentant un poids total de près d'une tonne. L'intensité de la cible est restée inchangée à 8A comme dans la machine de grenaillage conventionnelle.
Il est intéressant de noter le mélange de tailles de médias dans ce processus par rapport au grenaillage de précontrainte conventionnel où l'on s'appuie sur une taille de média constante, au point d'utiliser des tamis classificateurs pour maintenir la même taille dans la machine. En raison de la nature exclusive de ce procédé, il n'est pas possible d'obtenir plus de détails sur l'utilisation de médias de tailles différentes. Une explication raisonnable serait de considérer le mécanisme de mouvement des médias dans une cuve de type discontinu, et l'interaction d'une taille avec une autre, comme sur une table de billard. Cette méthode est comparée à celle du grenaillage de précontrainte conventionnel, dans lequel un flux continu d'abrasifs frappe la cible.
Les deux types de supports (billes en céramique et en acier au carbone) étaient d'une dureté comparable, de l'ordre de 60 HRC.
Contrairement au grenaillage de précontrainte conventionnel où la pièce tournant sur la table est visée par l'abrasif, la pièce dans le bac vibrant est positionnée 10″ en dessous de la surface du lit de billes avec un contact constant des billes en acier au carbone.

L'équipe a tracé des courbes de saturation en utilisant des ensembles de données obtenues à partir des deux techniques de grenaillage et, avec leurs paramètres de processus distincts, ils sont arrivés à une intensité de 8,3 A et 8,6 A avec le grenaillage de précontrainte et le grenaillage vibratoire respectivement. Les mesures de contraintes résiduelles effectuées sur les pièces testées à l'aide de la diffraction des rayons X ont donné des résultats intéressants. Le grenaillage de précontrainte a produit une surface plus importante et une contrainte résiduelle de compression maximale (-212 MPa et -297 MPA respectivement), par rapport aux -148 MPa et -225 MPa produits par le grenaillage vibratoire. Cependant, la différence se situe au niveau de la profondeur de compression. Le grenaillage de précontrainte vibratoire produit -50 MPa à 520 microns sous la surface, alors qu'avec le grenaillage de précontrainte, la même contrainte résiduelle, -50 MPa, ne s'enfonce que de 340 microns dans la surface. En pratique, si nous sommes en mesure de modifier les paramètres du processus de grenaillage vibratoire de manière à ce qu'il génère la même amplitude de contrainte de compression que le grenaillage de précontrainte, nous pouvons nous attendre à ce que cette contrainte s'étende sur une plus grande profondeur qu'avec le grenaillage de précontrainte.

Les résultats de la rugosité de surface étaient conformes aux attentes. L'étude a comparé la rugosité de la surface de l'échantillon tel qu'il a été usiné, grenaillé et après le grenaillage vibratoire. La rugosité a été testée sur trois échantillons, à trois endroits différents, et la tendance était la même dans tous les cas. L'un de ces résultats est présenté ci-dessous par souci de concision.

Les essais de fatigue réalisés dans le cadre de cette étude ont donné des durées de vie moyennes similaires pour les deux procédés. Toutefois, ils ont constaté que les valeurs obtenues par grenaillage de précontrainte présentaient un écart type nettement inférieur (variation minimale). L'étude a conclu qu'au lieu de comparer des valeurs d'intensité Almen similaires, les études futures devraient comparer les mesures de la durée de vie en fatigue pour des profils de contraintes résiduelles similaires, à différents niveaux de rugosité. En fin de compte, la mesure de tous ces processus est basée sur l'ampleur de l'impact sur la durée de vie en fatigue, de préférence dans le sens positif.

Composants commerciaux et grenaillage vibratoire

Encouragé par les résultats des essais précédents, Vibra Finish a poursuivi avec des essais comparatifs sur des composants plus conventionnels - une pale de turbine et un engrenage de transmission automobile. Les essais devaient permettre d'étudier les points suivants :

Comparer les effets du grenaillage de précontrainte et du grenaillage vibratoire sur (a) des géométries ouvertes et (b) des géométries relativement fermées afin de connaître les limites que présentent certains types de pièces pour ce procédé.
Rugosité de la surface
Contrainte résiduelle et nature des courbes (relâchement de la contrainte de compression mesurée dans la profondeur de la pièce)

Le processus conventionnel de grenaillage de précontrainte a été réalisé dans une machine automatisée à jet d'air selon les paramètres suivants : Intensité de la cible : 10 à 12A et couverture de 100%. Ceci a été réalisé en utilisant de la grenaille d'acier de dureté régulière SI 10 propulsée à 30 PSI par une buse de diamètre Vi" à une distance de sécurité de 8″ pendant un cycle de 30 secondes.

Le grenaillage vibratoire a été réalisé avec des billes d'acier de 3 mm de diamètre, dans une cuve de type discontinu, pour un cycle total de 10 minutes. Deux ensembles de données, l'un pour la rugosité de la surface et l'autre pour la contrainte résiduelle (par diffraction des rayons X) ont été analysés.

Données de rugosité de surface :

Les résultats de l'état de surface montrent une tendance intéressante pour un composant à géométrie relativement fermée (engrenage) par rapport à l'aube dont les surfaces sont larges et ouvertes. La section du pied de l'engrenage, qui est la zone de concentration maximale des contraintes, est la région la plus importante pour les mesures. Dans cette région, le composant grenaillé présente un état de surface beaucoup plus rugueux qu'un composant vibro-grenaillé identique. Toutes les autres régions de l'engrenage, telles que la face d'entraînement, la face de côte et l'extrémité, présentaient des valeurs de rugosité de surface comparables dans les deux procédés. La géométrie de la dent de l'engrenage, l'accès au média et la taille du média sont autant de facteurs qui ont pu contribuer à la valeur finale de la rugosité lors du grenaillage vibratoire.

Bien que le S110 ait été parfaitement adapté au grenaillage du plus petit rayon de la dent d'engrenage sans causer de problèmes de couverture, la rugosité de la surface s'est avérée beaucoup plus élevée qu'avec le grenaillage vibratoire. Cependant, il faut tenir compte du fait que pour atteindre la même intensité (8 à 12A), le S-110 aurait dû pénétrer plus profondément que les billes de 3 mm du vibro-ponçage, ce qui aurait donné un profil de surface plus rugueux.

Une étude du profil des contraintes résiduelles a permis de mieux comprendre les caractéristiques des deux procédés pour induire une compression dans les pièces.

Engrenages

La courbe de contrainte résiduelle pour ce composant est différente de la courbe classique en "J" à laquelle on s'attendait avant d'obtenir les résultats. En outre, il s'agit d'un composant cémenté qui ne présente pas nécessairement des valeurs élevées de contrainte résiduelle lorsqu'il est grenaillé avec un média de taille SI 10 à une intensité relativement plus faible (8 à 12 A). Bien que la contrainte résiduelle à la surface de l'échantillon grenaillé soit plus importante que celle obtenue avec le grenaillage vibratoire, la dissipation (ou la perte) de la contrainte résiduelle vers la profondeur du matériau est beaucoup mieux contrôlée avec l'échantillon grenaillé par vibration. Le grenaillage vibratoire a enregistré une lecture apparemment anormale lorsqu'il a été mesuré à 0,0008″ de profondeur, enregistrant une chute 33% abrupte de -79 ksi à -53 ksi avant de continuer avec une baisse contrôlée et progressive à des niveaux plus profonds dans l'échantillon.

Une question évidente qui reste à évaluer est de savoir si l'état de surface (rugosité) a été la cause de cette chute brutale de la contrainte résiduelle dans l'échantillon grenaillé, surtout si l'on considère la surface plus lisse après le grenaillage vibratoire. La cémentation de l'engrenage peut également avoir conduit à l'ampleur relativement plus faible de la contrainte résiduelle en utilisant les deux types de techniques de grenaillage.

Lame

Une pale de roue de turbine a été choisie pour sa géométrie ouverte. Il s'est avéré que la contrainte résiduelle résultante suivait le schéma familier du crochet en J. De manière surprenante, la contrainte de compression générée à la surface était plus importante avec le grenaillage vibratoire qu'avec l'échantillon grenaillé. Une fois encore, la géométrie ouverte de la pièce et les propriétés du matériau (plus souple que l'engrenage) sont probablement à l'origine de ce résultat. Une observation intéressante est à faire à la profondeur de 0,0021″ où les deux procédés enregistrent la compression maximale. En supposant que la pièce grenaillée ait développé un profil rugueux après le grenaillage, si l'on devait la polir de 10% de la valeur d'intensité 'A', c'est-à-dire 0,0011″, on obtiendrait une valeur de contrainte résiduelle plus élevée (environ -140 ksi) à la surface de la pièce grenaillée. À cette profondeur, la pièce vibrée aura une contrainte résiduelle de -13 ksi sans qu'il soit nécessaire de la polir.

La chute de la contrainte résiduelle à mesure que l'on s'enfonce dans le composant a été radicale avec la pièce grenaillée et a suivi une diminution progressive avec le composant vibré. Il s'agit d'une caractéristique positive de ce dernier procédé.
Dans les deux cas, il semble que la géométrie de la pièce ait joué un rôle important dans l'augmentation de l'ampleur des contraintes résiduelles.

Conclusions et étapes futures

Le grenaillage vibratoire est certainement très prometteur car il permet de combiner les deux caractéristiques essentielles de la finition de surface - profil lisse et contrainte de compression - en une seule étape. En outre, dans les deux exemples, on a constaté une dissipation graduelle et régulière de cette contrainte au fur et à mesure que l'on s'enfonce dans le matériau, ce qui prouve que le processus est contrôlable. Les prochaines étapes consistent à étudier les coûts d'exploitation des deux procédés afin d'en évaluer la viabilité financière. Le grenaillage de précontrainte vibratoire ne possède pas le même modèle consommable que celui que nous connaissons tous dans le grenaillage de précontrainte conventionnel. Il en va de même pour les coûts d'investissement liés à l'acquisition d'une machine de grenaillage de précontrainte conventionnelle.

Le grenaillage vibratoire n'est pas encore régi par une spécification. Il pourrait s'agir de la prochaine étape pour accroître l'adoption de ce procédé dans des secteurs connus. Entre-temps, toute une série de pièces de consommation pourraient grandement bénéficier de ce processus combiné.

À propos de Vibra Finish

Vibra Finish, situé à Mississauga, Ontario, Canada, offre une gamme complète de services et d'équipements de finition vibratoire. Ses services comprennent l'ébavurage, le brunissage, le décalaminage, le vibrapeening, le polissage, le dérouillage, le nettoyage, le séchage, la protection contre la corrosion et les services de peening. Visitez le site : vibra.com pour plus d'informations.

Source : L'épluchette de grenaille

Choix des médias abrasifs

Une machine d'ébavurage couramment utilisée pour la finition de pièces en série est une machine d'ébavurage vibrante, ou tambour vibrant, qui utilise un média abrasif pour ébavurer, nettoyer ou polir des pièces ou des objets non finis ou sales. Chez Vibra Finish, le média abrasif et les pièces non finies ou sales sont placés à l'intérieur d'un grand tambour. Le tambour vibre, entraînant le contenu dans un mouvement circulaire et mélangeant le tout. Les pièces non finies ou sales sont ensuite ébavurées, nettoyées ou polies par friction avec le matériau abrasif.

Le type d'ébavurage, de nettoyage ou de polissage souhaité et les caractéristiques de la pièce déterminent le type, la taille et la forme de l'abrasif utilisé. L'acier abrasif, la céramique, les matériaux organiques et le plastique sont des types courants d'abrasifs à tambour. Ces matériaux peuvent être achetés dans une variété de formes telles que des cylindres, des cônes, des étoiles, des pyramides, des coins, des sphères, des ovales et d'autres formes, en fonction de la fonction requise. Les ouvertures dans les pièces détermineront la taille et la forme du support utilisé. Pour éviter que le support ne se loge dans la pièce, il doit représenter au moins 70 % de la taille du trou ou de la fente. Cela permet d'éviter que deux pièces ne restent coincées côte à côte dans la pièce.

Voici quelques utilisations courantes des abrasifs dans le processus Vibra Finish :

Acier - A utiliser pour l'ébavurage lourd, ou pour faire briller, polir et brunir des pièces en métal, en plastique ou en céramique. Comme les plastiques ont une grande résistance à l'abrasion, ce qui donne un fini mat après l'ébavurage, une deuxième étape de polissage est souvent nécessaire.
Céramique - A utiliser pour l'ébavurage léger et lourd et lorsqu'un ébavurage rapide est nécessaire. Bon pour les métaux durs et lourds (tels que l'acier ou l'inox) et pour enlever la rouille sur les pièces. À utiliser pour le polissage général. Les pièces en plastique, en acier, en inox et en aluminium sont souvent polies à l'aide de médias céramiques. Utiliser des billes pour polir l'aluminium afin d'éviter les entailles.
Plastique - A utiliser pour l'ébavurage général des métaux, l'ébavurage de précision, le polissage et le brunissage. A utiliser sur les métaux plus tendres tels que l'aluminium ou le laiton et sur les pièces filetées.
Supports organiques (coquilles de noix, rafle de maïs) - Utiliser les coquilles de noix pour un ébarbage moyen à léger. Pour une finition et un polissage légers, utilisez des coquilles de noix et de la farine d'épis de maïs. Pour nettoyer et sécher des pièces humides ou sales, utilisez des produits organiques. La rafle de maïs est particulièrement intéressante pour la finition de certaines pièces métalliques en raison de sa capacité à absorber les huiles de surface des pièces. L'utilisation de produits organiques est avantageuse car ils sont naturels, plus sûrs pour l'environnement, biodégradables, durables et réutilisables.
Composés de culbutage humide - Utilisés en mélange avec des produits solides pour ébavurer, finir et polir les pièces, ils ont pour fonction de nettoyer, d'améliorer l'ébavurage et d'assurer une protection contre la corrosion et la rouille.

Les médias abrasifs pour les équipements d'ébavurage s'usent lentement, mais varient en fonction de l'agressivité du média. En outre, plus le support est petit, plus la finition est bonne, mais plus cela prend de temps. Plus le support est grand, plus l'ébavurage est rapide. La clé d'une finition réussie est d'avoir le bon média et une machine d'ébavurage pleine de pièces.

Pour en savoir plus, veuillez contacter Vibra Finition.