تفاوت سند بلاست و شات بلاست

تفاوت سند بلاست و شات بلاست

مانند بسیاری از مردم، ممکن است شما هم گیج شوید که چه تفاوتی بین سندبلاست (Sandblasting) و شات بلاست (Shotblasting) وجود دارد. با اینکه هر دو به نظر یکسان می آیند و علیرغم استفاده از مواد ساینده اما هر دو دارای پروسه های کاری مختص به خود و متفاوتی می باشند. اما فارغ از تفاوت های این دو روش، پروسه بلاستینگ جایگزین مناسبی برای سمباده زنی، استفاده از برس های سیمی و اسید شویی خواهد بود زیرا سطح بلاست شده هم به صورت مکانیکی و هم شیمیایی تمیزکاری و آماده شده است.
در مقایسه با سایر روش های آماده سازی سطح، ساز و کار بلاستینگ می تواند 25% تا 75% در زمان صرفه جویی کند به همین دلیل اقتصادی و بسیار رایج می باشد. ضمنا مواد ساینده مورد استفاده قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند، گران قیمت نیستند، هزینه های نیروی انسانی شامل بهره بردار و هزینه های آموزش پایین می باشند و در آخر هم بالاترین راندمان را دارند.
پروسه بلاستینگ تنها به معنی آماده سازی سطح پیش از اعمال رنگ و پوشش نیست اما در خصوص آماده سازی سطح می توان مدعی شد که پروسه بلاستینگ دندانه هایی را برای قلاب شدن رنگ و سایر پوشش ها ایجاد می کند که گمان می رود با اعمال پروسه بلاستینگ، سطح قطعات تا ده برابر افزایش می یابد در نتیجه رنگ و سایر پوشش ها بهتر و قوی تر به سطح می چسبند.
حال به تفاوت ها بپردازیم، تفاوت بین عملیات سندبلاست و شات بلاست بسیار مشخص و واضح است. این تفاوت ها باز می گردد به نوع ماده ساینده (Abrasive material)، روش های جمع آوری مواد ساینده و بازیابی آنها و همچنین نوع و کیفیت آماده سازی سطح (Surface preparation) در مقیاس صنعتی که متخصصان این صنعت با بهره گیری از این ویژگی ها قطعات را برای تمیزکاری آماده می کنند. لزوما در پروسه سندبلاست از کمپرسور هوای فشرده برای پرتاب ذرات مواد ساینده (Abrasive media) مانند ماسه سیلیسی و مسباره و غیره بر روی محصولات استفاده می شود. در حالی که در پروسه شات بلاست، از نیروی گریز از مرکز تجهیزی دوار به نام توربین برای پرتاب ذرات فولادی به سمت محصولات بهره گرفته می شود.
در حقیقت عنوان سندبلاست (Sandblast) یا سندپلاست که به اشتباه در میان برخی از صنعتگران رایج گردیده کلمه ای نامناسب و اشتباه است. زیرا هم اکنون با توجه به مضرات بهره گیری از ماسه سیلیسی یا همان سند (Sand)، بسیاری از صنایع از سایر مواد ساینده معدنی، فلزی و غیر فلزی جایگزین ماننده اکسید آلومینیوم، گارنت، دانه های فولادی کروی (Steel shot) و یا شکسته (Steel grit)، دانه های شیشه (Glass beads)، پلاستیک (Plastic media) و حتی پوست گردو برای عملیات آماده سازی سطح استفاده می کنند.

عملیات سندبلاست چیست؟

صرف نظر از نوع ماده ساینده استفاده شده، عنوان سندبلاست به پروسه ای اطلاق می شود که در آن ذرات ساینده توسط هوای فشرده به سمت قطعات پرتاب می شوند و کمپرسور هوای فشرده به عنوان منبع تولید جریان هوا با فشار و حجم زیاد و قابل کنترل، مواد ساینده را به صورت مداوم بر روی سطوح محصولات می پاشد. این سطوح دامنه گسترده ای از قطعات و محصولات با تنوع جنس را شامل می شود، از قطعات فلزی صنایع خودرو و ریخته گری ها، تا قطعات فلزی با آلیاژهای مهندسی در صنایع هوا و فضا و پزشکی گرفته تا رنگبری و بازسازی کابینت ها و مبلمان چوبی منازل.
عملیات سندبلاست که قدمتی نزدیک به صد سال دارد یک روش تایید شده در صنعت می باشد. امروزه تجهیزات سندبلاست دارای تنوع بسیار زیادی می باشد، از ساده ترین روش های سندبلاست در محیط های باز با پاشش مواد ساینده توسط مخزن سندبلاست که حجم زیادی از گرد و غبار تولید می کند گرفته تا پیچیده ترین ابزار و تجهیزات رباتیک و دارای اتوماسیون دقیق برای کنترل این پروسه.
علیرغم تغییرات گسترده در تجهیزات و نوع مواد ساینده، سندبلاست همچنان عمومی ترین و مورد اقبال ترین روش آماده سازی سطح می باشد. ضمنا سندبلاست برای تمیزکاری رینج گسترده ای از سطوح نرم و بسیار حساس هم مناسب است. دلیل دیگر این اقبال، مقرون به صرفه بودن پروسه سندبلاست در مقایسه با سایر روش های جایگزین مانند اسید شویی، شات بلاست و لیزر می باشد. تهیه تجهیزات سندبلاست اقتصادی، بهره برداری و تعمیر آنها ساده و همچنین این روش دوستدار محیط زیست هم است.

عملیات شات بلاست چیست؟

عنوان شات بلاست یا به اشتباه شات پلاست به پروسه ای اطلاق می گردد که در آن ذرات ساینده توسط نیروی مکانیکی و گریز از مرکز (Centrifugal force) پرتاب می شوند. نکته قابل توجه در اینجا این است که در پروسه شات بلاست شدت پرتاب مواد ساینده در مقایسه با پروسه سندبلاست بسیار متفاوت و بیشتر می باشد.
پروسه شات بلاست نسبت به سندبلاست بسیار تهاجمی تر بوده و معمولا برای قطعات با تیراژ تولید بالا، آلودگی های سطحی سخت، قطعات با جنس های پایه سخت که نیاز به استفاده از مواد ساینده با دانسیته بالاتر دارند استفاده می شود. به همین دلیل است که پروسه شات بلاست می بایست تحت کنترل بسیار شدید قرار گیرد زیرا ممکن است موجب آسیب های ناخواسته جدی به قطعات و محیط اطراف خود گردد.
پروسه شات بلاست عموما برای قطعات با تیراژ بالا مناسب است. در این روش مواد ساینده (دانه های فولادی یا به اصطلاح رایج شات و گریت) حتمن باید بازیابی شوند و مجدد برای استفاده در توربین یا توربین های دستگاه داخل مخزن (Hopper) ذخیره گردند. پروسه شات بلاست در یک اتاقک محافظت شده و بسته انجام می گیرد و مناسب قطعات فلزی صنایع مختلف مانند قطعات ریخته گری، قطعات فلزی فورج و سازه های فلزی می باشد. ضمنا از طریق کنترل بسیار دقیق پارامترهای شات بلاست می توان برای تقویت خواص مکانیکی و افزایش عمر و بهبود عملکرد قطعاتی مانند قطعات موتور خودرو استفاده کرد، که به این پروسه شات پینینگ (Shot peening) گفته می شود.
کدام بهتر است، شات بلاست یا سندبلاست؟
جواب درست یا غلطی برای این سوال نمی توان یافت، هر دو تجهیز دارای ویژگی های منحصر به خود هستند. عوامل گوناگونی در انتخاب نوع پروسه برای آماده سازی سطح دخیل هستند، اما می توان به طور خلاصه بیان کرد که بهترین روش آن روشی است که انتظارات شما از عملیات آماده سازی سطح را در اختیار شما قرار دهد.
سندبلاست به طور معمول سطحی صاف تر و نرم تر ایجاد می کند و پروسه ای کمتر تهاجمی است. اگرچه عوامل مختلفی از جمله فشار هوای کمپرسور، نوع ماده ساینده و دانه بندی آن بر کیفیت سطح تاثیر مستقیم دارند. اما از آنجایی که سندبلاست نسبت به شات بلاست دارای نیروی ضربه کمتر و در نتیجه تخریب سطح محدودتری دارد، بیشتر مورد اقبال صنعتگران است. به عنوان مثال با فشار هوای کمتر و ساینده نرم تر با دانه بندی ریز تر مانند ساینده های اورگانیک (پوست گردو) یا دانه های شیشه، شما می توانید سطوح بسیار حساس با حداقل ریسک ممکن در تخریب، سطحوح تمیزکاری نمایید. علاوه بر اینها با استفاده از ساینده های معدنی بسیار سخت مانند اکسید آلومینیوم (Aluminum oxide) و سیلیکون کارباید (Silicon carbide) می توان آلودگی های سخت را با حداقل تاثیر بر روی سطح پایه تمیزکاری نمود.
شات بلاست دارای جایگاه مختص به خود به منظور تمیزکاری عمیق قطعات سخت می باشد. جایی که سندبلاست ناکارآمد است و وقت بر مانند تمیزکاری قطعات سازه های فلزی ساختمان ها، شات بلاست این امکان را فراهم می کند که به سرعت آلودگی های سنگین در سطوح بزرگ را تمیزکاری نماید.
دستگاه های شات بلاست تنها با استفاده از دانه های فولادی کروی (Steel shot) و دانه های شکسته (Steel grit) یا ترکیبی از آن دو کار می کنند. این ها از دسته مواد ساینده سنگین هستند که در لایه های سطحی نفوذ کرده و اسکیل (Scale) و آلودگی های سطحی مانند زنگ و رنگ های سخت را شکسته و از سطح جدا می نمایند. حالا شاید شما در مورد شات پینینگ هم شنیده باشید. در واقع شات پینینگ هم پروسه ای مانند شات بلاست دارد با این تفاوت که بدلیل کنترل و پایش مداوم عوامل موثر بر پروسه شات بلاست، می توان به طور پیش بینی شده ای توان قطعات فلزی و عمر آنها را بهبود داد. به عبارتی پروسه شات بلاست را هم می توان نوعی عملیات شات یپینینگ برای قطعات با سطوح سخت و خشن در مقابل عملیات سندبلاست در نظر گرفت (اما همه متخصصان بر روی این موضوع اتفاق نظر ندارند).
شاید عادلانه ترین جواب برای این سوال که سندبلاست بهتر است یا شات بلاست را بگذاریم بر عهده متخصصان این صنعت تا بهترین گزینه را برای مصرف کننده انتخاب کنند تا تمامی انتظاراتشان برآورده شود. به طور خلاصه می توان گفت، پروسه سندبلاست برای قطعات با تیراژ کم و حساسیت بالا سریع تر و اقتصادی تر است و در مقابل شات بلاست توان پاسخگویی به حجم بالای تولید و تمیزکاری سطوح گسترده با آلودگی زیاد را دارد. بنابراین اگر تیراژ تولید کم دارید دستگاه شات بلاست گزینه مناسبی برای شما نخواهد بودئ زیرا دستگاه های شات بلاست دارای اصتحلاک بالاتر و تجهیزات سنگین و پیچیده تری نسبت به دستگاه های سندبلاست می باشد. در عوض به یاد داشته باشید که بعضی از پروسه های آماده سازی تنها با دستگاه های شات بلاست امکان پذیر هستند.
آخرین نکته ای که در مورد دستگاه های شات بلاست و سندبلاست باید مدنظر داشته باشیم این است که همانطور که در بالا توضیح داده شد، این دو نوع دستگاه دارای تجهیزات کاملا متفاوتی از یکدیگر هستند، اما هر دو جزو پروسه های آماده سازی سطح هستند و برای زنگ بری، رنگ بری و براق سازی سطح پیش از اعمال پوشش سطحی کاربرد دارند. در هر دو نوع، جریانی از مواد ساینده به سطح قطعه پاشیده می شوند. در دستگاه های سندبلاست تمامی مواد ساینده بدون استثنا قابل استفاده هستند ولی در دستگاه های شات بلاست تنها دانه های فولادی کروی، شکسته و سیمی (Cut wire) مورد استفاده قرار می گیرند. نکته ای که باید توجه داشت این است که در بعضی از منابع و یا گزارش های کاری تولید قطعات، از عنوان شات بلاستینگ (Shotblasting) برای پروسه ای استفاده می شود که در آن از دانه های فولادی استفاده شود فارغ از آنکه دستگاه سندبلاست باشد یا شات بلاست.
در منابع انگلیسی زبان هم معمولا به دستگاه های شات بلاست Wheel blast اطلاق می گردد و به دستگاه های سندبلاست Air blast گفته می شود.

تجهیزات مورد استفاده در سندبلاست:

می توان گفت که پروسه سندبلاست یک روش قابل اطمینان جهت تمیزکاری و آماده سازی تنوع گسترده ای از سطوح با بهره گیری از انواع مختلف مواد ساینده می باشد که با استفاده از تجهیزات متنوع امکان زنگ زدایی، چربی بری و رنگ بری قطعات را به منظور اعمال پوشش های جدید فراهم می کند. نکته ای که صنعتگران و بهره برداران باید مدنظر قرار دهند آن است که با توجه به نوع قطعات، کیفیت و زبری سطح مورد انتظار و حساسیت سطوح قطعات، دستگاه های سندبلاست به دو ساز و کار مختلف تقسیم بندی می شوند که از لحاظ تجهیزات و راندمان کاری با یکدیگر متفاوت هستند. تجهیزات سندبلاست به دو سیستم مکشی (Suction) و فشاری (Pressure) تقسیم بندی می شوند. می توان ادعا کرد که ساز و کار فشاری دارای حداقل 3 برابر قدرت و راندمان بیشتر نسبت به ساز و کار مکشی می باشد لذا جهت بلاستینگ قطعات با آلودگی های زیاد و سخت و همچنین سطوح با حساسیت کمتر مورد استفاده قرار می گیرند مانند آماده سازی سطوح سازه های فلزی ساختمانی. اما در مقابل سندبلاست های سیستم مکشی برای قطعات با حساسیت بالایی که نیاز به کنترل عملیات دارند مناسب تر است، به عنوان نمونه در صنایع پزشکی و صنایع هوا و فضا معمولا از این نوع دستگا های سندبلاست استفاده می شود. (در مقالات دیگر به اجمال به ویژگی ها و نحوه کارکرد هر دو نوع پرداخته خواهد شد.)
اگر بخواهیم تمامی انواع دستگاه های سندبلاست را لیست کنیم، دستگاه های زیر فارغ از نوع قطعه، صنعت استفاده کننده و نوع ساینده مصرفی رایج ترین مدل ها هستند:
1- اتاق ها و سالن های سندبلاست یا بلاست روم (Blast room): هرگاه جهت تمیزکاری قطعه و محصول مورد نظر، اپراتور داخل یک محیط ایزوله وارد شود و آن محیط ایزوله دارای تجهیزات پالایش هوا (شامل غبارگیر و سایکلون)، تجهیزات جمع آوری و پالایش مواد ساینده و سایر تجهیزات ایمنی باشد، به آن اتاق سندبلاست یا بلاست روم گفته می شود.
2- کابین های سندبلاست: اتاقک های کوچکی هستند که تنها متناسب با ابعاد قطعات ساخته می شوند و اپراتور توسط سوراخ هایی که بر روی دستگاه تعبیه شده اند و از خارج اقدام به بلاستینگ قطعات می کند. این مدل از دستگاه ای سندبلاست محبوب ترین و پرکار بردترین نوع دستگاه جهت تمیزکاری قطعات کوچک می باشد.
3- سندبلاست های قابل حمل یا دیگ های سندبلاست: می توان ادعا کرد که پرکاربردترین و رایج ترین نوع دستگاه های سندبلاست، مخازن قابل حمل سندبلاست می باشد که در سایت های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. دلیل محبوبیت آن هم قابل حمل و مقرون به صرفه بودن این مدل ها می باشد.
4- مدل های سطلی و تسمه ای: این نوع ماشین ها دارای یک سطل گردان و یا یک تسمه L شکل است که در اثر پرخش خود قطعات را در حین پاشش مواد ساینده بر روی هم غلطانده تا تمامی سطوح آنها تمیزکاری شوند. این نوع از دستگاه ها بیشتر برای قطعات با ابعاد کوچک و تعداد زیاد و حساست سطحی پایین مورد استفاده قرار می یگرند.
5- مدل های سفارشی و خاص: برخی از مدل های دستگاه های سندبلاست، به صورت اختصاصی و منحصر به تولید یک قطعه طراحی و ساخته می شوند. این نوع دستگاه ها دارای تجهیزات بارگیری و تخلیه و یا سیستم های اتوماسیون ویژه جهت کنترل قطعات می باشند. کاربرد این نوع دستگاه ها معمولا برای صنایع با محصولات گران قیمت و حساس مانند صنایع نظامی، خودرو سازی، پزشکی و هوا و فضا کاربرد دارد.
6- مدل های رباتیک: این نوع از دستگاه های سندبلاست نیز ماننده آیتم بالا تنها در صنایع بسیار ویژه ای مورد استفاده قرار می گیرند. به دو صورت هستند، یا قطعات توسط ربات مقابل نازل های در حال پاشش سندبلاست حرکت داده می شوند یا در مدل های دیگر قطعات ثابت هستند و نازل های سندبلاست توسط بازوی رباتیک حرکت داده می شود.
در انتها باید توضیح داده شود که از مدل های 5 و 6 نیز به عنوان ماشین آلات شات پینینگ توسط هوای فشرده نیز استفاده می شود.

تجهیزات مورد استفاده در شات بلاست:

همانطور که در بالا توضیح داده شد، دستگاه های شات بلاست از تجهیزی به نام توربین که خود شامل قطعات متعددی می باشد جهت پرتاب ساچمه به سمت سطح قطعات استفاده می کند. این تجهیز به همراه سایر تجهیزات دستگاه شات بلاست باید به گونه ای طراحی گردند که حداکثر بازدهی را دارا بوده و قابلیت ایجاد بالاترین میزان نیروی گریز از مرکز را جهت سرعت دهی به دانه های فولادی داشته باشد. ضمنا دستگاه های شات بلاست نسبت به سمدبلاست دارای قطعات فولادی و چدنی ضد سایش در نقاط مختلف جهت جلوگیری از فرسایش تجهیزات و بدنه دستگاه می باشد. دلیل این امر هم راندمان بسیار بالای دستگاه های شات بلاست نسبت به سندبلاست و قدرت پرتاب دانه های فولادی می باشد که میزان تخریب قابل توجهی نسبت به سندبلاست ایجاد می کنند است.

دستگاه های شات بلاست را می توان به دسته های زیر تقسیم بندی کرد:

1- شات بلاست درام یا بشکه ای (Tumble blast):

که از پرکاربردترین مدل های ماشین های شات بلاست است و در وزن های مختلف ساخته می شود. این مدل دستگاه ها برای قطعات با ابعاد و وزن کم و تیراژ بالا مناسب هستند.

2- شات بلاست میزی یا گردان (Table blast):

دارای یک میز دوار می باشد که قطعات را در مقابل توربین دستگاه شات بلاست می گرداند. میز گردان این دستگاه ها در قطر های مختلف با قابلیت تحمل وزن های بالا طراحی و ساخته می شوند. مناسب قطعات با ابعاد بزرگ و شکل های نا منظم و تیراژ نسبتا کم می باشد.

3- شات بلاست آویزی (Hanger blast):

دارای یک تا تعداد بیشتر قلاب جهت آویزان کردن قطعات می باشد. دارای ظرفیت های متنوع است و در مدل های دسته ای و مداوم طراحی و ساخته می شوند. مناسب قطعات با تمامی ابعاد و تیراژهای مختلف است.

4- شات بلاست های کانوایر غلطکی (Roller conveyor blast):

این نوع از دستگاه ها بزرگترین و معمولا گران ترین مدل ها هستند و دارای تعداد زیادی توربین می باشند. مناسب برای شات بلاست ورق، مقاطع، شاسی خودرو، سازه های فلزی ساختمانی و … که دارای ابعاد و طول های زیاد می باشند. این دستگاه ها دارای کانوایر های غلطکی با عرض و طول های مختلف می باشد.

5- شات بلاست سیلندر (Cylinder blast):

مناسب برای شات بلاست و آماده سازی سیلندر گازهای صنعتی و خانگی، اکسیژن و CNG پیش از رنگ می باشد.

6- شات بلاست میلگرد و مفتول (Bar and rode blast):

در مدل های مختلف جهت شات بلاست مفتول، میلگرد، سیم های فولادی و آلومینیومی با قطرهای مختلف ساخته می شود.
و تعدادی دیگر مدل های دستگاه های شات بلاست که استفاده های خاص دارند و دارای تجهیزات بارگیری و تخلیه مناسب محصولی خاص طراحی و ساخته می شوند.
کدام را انتخاب کنیم، شات بلاست یا سندبلاست:
هر دو سیستم در مدل های ساده و سفارشی طراحی و ساخته می شوند. اما باید توجه داشت که هیچ کدام بدون استفاده از مواد ساینده کاربرد نخواهند داشت. این مواد ساینده (Abrasive material) که به عنوان قلب پروسه سایش محسوب می شوند، دارای تنوع گسترده ای برای محصولات و اهداف مختلف می باشند. این مواد می توانند معدنی، اورگانیک یا طبیعی، سرامیک، پلاستیک، شیشه یا فلزی باشند. ساختارهای شیمیایی و خواص مکانیکی هر کدام از این مواد ساینده به صورت اختصاصی وظایف و ویزگی های منحصر به فردی را دارا هستند که دلیل انتخاب آن ماده ساینده محسوب می شوند. در یزر به چهار ویژگی مواد ساینده که در پروسه شات بلاست و سندبلاست دارای اهمیت هستند می پردازیم:
1- شکل (Shape): شکل ذرات ساینده تاثیر مستقیمی بر نتیجه فرایند بلاستینگ دارد. ساینده های کروی مانند شات فولادی و گلس بید دارای خواص سایندگی کمتر نسبت به مواد با دانه های شکسته مانند گریت های فولادی و مواد معدنی هستند.
2- اندازه دانه (Size): اندازه دانه های ساینده با معیاری به نام مش (Mesh) اندازه گیری و سنجیده می شود. یک الک را در نظر بگیرید، تعداد سوراخ های الک در اینچ مربع را اصطاحا مش می گویند. هر چه تعداد سوراخ ها در واحد اینچ مربع بیشتر باشد، اندازه دانه های عبوری از آنها کوچکر خواهد بود و در نتیجه دارای مش بالاتری است. به طور خلاصه، دانه های با مش بالا ریز تر و کیفیت سطح نرم تر را فراهم می کنند.
3- سختی (Hardness): ذرات سخت مانند دانه های فولادی (Steel shot) نفوذ بیشتری در عمق لایه های سطحی نسبت به مواد ساینده نرم دارند. نکته قابل توحه آن است که باید مواد را به گونه ای انتخاب کنیم که سختی آنها باعث تخریب های غیر قابل کنترل و بدون بازگشت بر روی قطعات نشود.
4- چگالی یا جرم حجمی (Density): مواد ساینده با جرم حجمی بالا دارای وزن بیشتر نسبت به ابعاد خود در مقابیسه با مواد ساینده سبک دارای می باشند. این .یژگی هم مانند سختی تاثیر مستقیمی بر روی پروسه خواهد داشت. انتخاب ماده ساینده با چگالی مناسب بر روی راندمان کاری اثر گذار می باشد.