項(xiàng)目四 3D 打印產(chǎn)品的噴砂處理

3D打印產(chǎn)品后處理項(xiàng)目四3D打印產(chǎn)品的噴砂處理學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解噴砂機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)。2.了解噴砂機(jī)的介質(zhì)分類和工藝特點(diǎn)。3.掌握噴砂處理的應(yīng)用場(chǎng)合和工藝流程。4.掌握噴砂處理的操作步驟和注意事項(xiàng)。5.能熟練使用噴砂機(jī)完成模型的噴砂處理。6.能獨(dú)立完成噴砂后模型的質(zhì)量檢驗(yàn)與缺陷修復(fù)工作。任務(wù)描述

噴砂處理是3D打印后處理中較常用的加工方法，是采用壓縮空氣為動(dòng)力，將砂料高速噴射到被加工零件表面，使零件表面或形狀發(fā)生變化的加工方式。噴砂處理操作簡(jiǎn)單，加工效率高，可清理零件表面的微小毛刺，使零件表面更加光滑、平整，如圖所示。噴砂前與噴砂后的對(duì)比a）噴砂前b）噴砂后任務(wù)描述

本任務(wù)采用噴砂機(jī)完成3D打印產(chǎn)品的噴砂處理工作，使產(chǎn)品表面呈現(xiàn)均勻的亞光效果。如圖所示為3D打印成形的待噴砂的電子產(chǎn)品零件，該零件經(jīng)前處理后得到符合圖樣要求的尺寸和表面質(zhì)量，該零件經(jīng)過(guò)SLA工藝及上色處理，其表面光滑、反光。待噴砂的電子產(chǎn)品零件一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)1.噴砂處理的工作原理如圖所示，噴砂處理采用壓縮空氣為動(dòng)力，將砂料（如銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂等）高速噴射到需要處理的零件表面，使零件的表面或形狀發(fā)生變化，由于砂料對(duì)零件表面的沖擊和切削作用，使零件表面獲得一定的清潔度和不同的表面粗糙度，其表面的力學(xué)性能也得到改善，因此提高了零件的抗疲勞性。噴砂處理2.噴砂設(shè)備的分類噴砂設(shè)備根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)不同一般有吸入式干噴砂設(shè)備、壓入式干噴砂設(shè)備、液體噴砂設(shè)備、滾筒式自動(dòng)噴砂設(shè)備、輸入式自動(dòng)噴砂設(shè)備、全自動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)臺(tái)式噴砂設(shè)備等，如圖所示。噴砂設(shè)備一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)2.噴砂設(shè)備的分類（1）吸入式干噴砂設(shè)備采用吸射型噴槍，通過(guò)氣流高速運(yùn)動(dòng)在噴槍內(nèi)形成負(fù)壓，將砂料通過(guò)輸砂管吸入噴槍，并經(jīng)噴嘴高速噴射到零件表面，達(dá)到預(yù)期加工目的。壓縮空氣既是供料動(dòng)力，又是噴射的加速動(dòng)力。一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)2.噴砂設(shè)備的分類

（2）壓入式干噴砂設(shè)備采用直射型噴槍，砂料和壓縮空氣先在混合室內(nèi)混合，通過(guò)壓縮空氣在壓力罐內(nèi)建立的工作壓力，將砂料通過(guò)出砂閥壓入輸砂管并經(jīng)噴嘴高速噴射到零件表面，達(dá)到預(yù)期加工目的。壓縮空氣既是供料動(dòng)力，又是噴射的加速動(dòng)力。一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)2.噴砂設(shè)備的分類（3）液體噴砂設(shè)備

如圖所示，液體噴砂設(shè)備以磨液泵作為磨液的供料動(dòng)力，通過(guò)磨液泵將攪拌均勻的磨液（砂料和水的混合液）輸送到噴槍內(nèi)。壓縮空氣作為磨液的加速動(dòng)力，通過(guò)輸氣管進(jìn)入噴槍，在噴槍內(nèi)，壓縮空氣對(duì)進(jìn)入噴槍的磨液加速，并經(jīng)噴嘴射出，噴射到零件表面達(dá)到預(yù)期的加工目的。在液體噴砂設(shè)備中，磨液泵提供供料動(dòng)力，壓縮空氣為加速動(dòng)力。液體噴砂設(shè)備一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)2.噴砂設(shè)備的分類

（4）滾筒式自動(dòng)噴砂設(shè)備如圖所示，滾筒式自動(dòng)噴砂設(shè)備適用于不怕碰撞的批量小零件的噴砂，如螺釘、鉆頭、五金件、刀具、紐扣等。滾筒采用變頻調(diào)速，噴槍采用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，以加大砂料覆蓋范圍及噴砂效率，能滿足不同的加工需要。滾筒式自動(dòng)噴砂設(shè)備一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)2.噴砂設(shè)備的分類

（5）輸入式自動(dòng)噴砂設(shè)備輸入式自動(dòng)噴砂設(shè)備如所示，適用于平面零件或者板材的噴砂。噴砂時(shí)零件從進(jìn)口端由傳送帶輸入，在工作室內(nèi)部，噴砂槍可以自動(dòng)變頻擺動(dòng)，對(duì)處于輸送過(guò)程中的零件可從各角度進(jìn)行均勻的噴砂處理。輸入式自動(dòng)噴砂設(shè)備一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)2.噴砂設(shè)備的分類（6）全自動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)臺(tái)式噴砂設(shè)備全自動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)臺(tái)式噴砂設(shè)備如圖所示，適用于圓形、盤類零件的噴砂，其噴砂室內(nèi)有一套轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，大轉(zhuǎn)臺(tái)在電極的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，可調(diào)速，大轉(zhuǎn)臺(tái)上有多個(gè)噴砂小工位，可同時(shí)放置多個(gè)零件。全自動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)臺(tái)式噴砂設(shè)備一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)3.噴砂處理的工藝特點(diǎn)（1）加工速度快，生產(chǎn)效率高噴砂是成熟的工業(yè)上處理物體表面的工藝，處理速度非?？欤瑤追昼娋湍芴幚砗艽蟮谋砻娣e。（2）生產(chǎn)污染小，對(duì)環(huán)境友好噴砂機(jī)有密閉的噴砂工作空間，能完全控制砂粒的工作環(huán)境，保持環(huán)境干凈。（3）被加工范圍廣泛噴砂工藝不僅可以噴體積較小的3D打印產(chǎn)品，還可以噴體積較大的3D打印產(chǎn)品。噴砂對(duì)象可以是樹(shù)脂產(chǎn)品，也可以是金屬產(chǎn)品。

（4）工藝靈活噴砂工藝可以得到不同的表面粗糙度。一、噴砂處理的工作原理、設(shè)備分類及工藝特點(diǎn)二、噴砂處理的介質(zhì)分類噴砂處理的介質(zhì)有很多種，如圖所示。同一種噴砂砂料又有不同目數(shù)的粒度，在相同噴砂條件下會(huì)產(chǎn)生不同的表面粗糙度，從而使產(chǎn)品獲得不同的效果。a）白剛玉b）玻璃砂c）玻璃珠d）不銹鋼丸e）鋼砂f）鋼丸g）黑剛玉h）黑碳化硅i）硅塑料砂j）陶瓷砂k）棕剛玉三、噴砂處理的應(yīng)用場(chǎng)合

1.表面美化加工

表面美化加工主要包括金屬產(chǎn)品機(jī)加工后的毛刺處理及表面美化，如鋅鋁壓鑄件的毛邊修整、電鍍品的消光及柔光霧面處理；非金屬產(chǎn)品（如亞克力、水晶玻璃等）表面霧化處理。2.表面清除加工

可清除金屬表面的銹蝕物、氧化層、熱處理的黑皮等，以達(dá)到裝飾的目的。

3.光蝕加工

通過(guò)光蝕加工可使零件達(dá)到光滑且不反光的效果。4.刻蝕加工可對(duì)黃金飾品、寶石、玻璃等表面進(jìn)行刻蝕處理。5.零件涂鍍前處理在零件電鍍、噴漆等之前進(jìn)行噴砂處理可以增加其表面的附著力。

6.零件消除應(yīng)力加工

可對(duì)航空產(chǎn)品中太大的工業(yè)零件進(jìn)行清潔及消除應(yīng)力加工。7.模具加工

可進(jìn)行模具咬花及霧面處理。

8.玻璃加工可進(jìn)行玻璃霧面處理。三、噴砂處理的應(yīng)用場(chǎng)合四、噴砂處理的操作流程1.檢查砂料

根據(jù)噴砂部位與花紋規(guī)格準(zhǔn)備噴砂砂料、工具和設(shè)備。噴玻璃砂時(shí)需檢查砂料是否受潮，若有結(jié)塊應(yīng)將其揉碎，玻璃砂吸濕性強(qiáng)，放置時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)影響其亮度，如圖所示。玻璃砂2.檢查及調(diào)節(jié)噴砂設(shè)備（1）通過(guò)調(diào)整進(jìn)砂調(diào)節(jié)器進(jìn)氣管的位置，使進(jìn)砂間隙為6～7mm，從而控制砂料進(jìn)入輸砂管的數(shù)量。（2）調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，控制進(jìn)入噴槍的壓縮空氣壓力，使工作壓力為5bar左右。四、噴砂處理的操作流程3.噴砂前工序一般情況下，產(chǎn)品噴砂前都要進(jìn)行拋光處理，例如，噴150目的金剛砂或玻璃砂前，需要用600目的砂紙拋光產(chǎn)品。4.包扎及檢查產(chǎn)品產(chǎn)品同一側(cè)有很多面，根據(jù)產(chǎn)品要求，有些面需要噴砂，有些面不需要噴砂。因此沒(méi)有噴砂要求的面需要用膠紙包扎，進(jìn)行保護(hù)處理。同時(shí)，產(chǎn)品邊緣與尖角的地方要特別注意進(jìn)行包扎，如圖所示。四、噴砂處理的操作流程噴砂產(chǎn)品的包扎5.噴砂

噴槍與產(chǎn)品被噴表面的距離應(yīng)為5～10cm，要注意控制噴槍進(jìn)砂量及噴槍移動(dòng)速度。噴第一道砂時(shí)，通過(guò)砂粒型號(hào)和氣壓控制整個(gè)花紋的深度，砂粒要均勻地噴射于產(chǎn)品表面。噴砂時(shí)間不可太長(zhǎng)；否則，就會(huì)使已噴出的花紋模糊，特別是在噴玻璃砂時(shí)，要避免出現(xiàn)材料表面紋路不均勻的現(xiàn)象，如圖所示。產(chǎn)品噴砂四、噴砂處理的操作流程6.產(chǎn)品表面檢查噴砂后要檢查產(chǎn)品表面花紋和光澤是否一致，表面有無(wú)油印、黑點(diǎn)、砂眼等缺陷。噴砂面是否完全蓋住拋光線條。將噴砂面傾斜30°～70°并左右搖擺進(jìn)行觀察，看其有無(wú)陰陽(yáng)面和材料表面紋路不均勻現(xiàn)象，如圖所示。7.噴砂后處理有些金屬產(chǎn)品噴砂后需要用壓縮空氣吹掉零件表面的砂料，去毛刺，進(jìn)行防銹處理。噴砂后的產(chǎn)品四、噴砂處理的操作流程五、噴砂處理的注意事項(xiàng)噴砂機(jī)一般分為干式噴砂機(jī)和濕式噴砂機(jī)兩大類。濕式噴砂機(jī)與干式噴砂機(jī)相比，最大的特點(diǎn)就是很好地控制了噴砂加工過(guò)程中的粉塵污染，改善了噴砂的工作環(huán)境。噴砂處理的注意事項(xiàng)如下:1.氣源

噴砂機(jī)接入的氣源不應(yīng)含有水、油、砂粒等。噴砂機(jī)使用一段時(shí)間后，要定期校驗(yàn)儲(chǔ)氣罐、壓力表、安全閥。應(yīng)及時(shí)清理過(guò)濾器中的污物。儲(chǔ)氣罐每?jī)芍芘欧乓淮位覊m，砂罐里的過(guò)濾器每月檢查一次。操作時(shí)，壓縮空氣閥要緩慢打開(kāi)，其氣壓不準(zhǔn)超過(guò)設(shè)備額定值。2.砂料因其他顏色的石英砂可能會(huì)污染模型，所以噴砂砂料以白剛玉、白色石英砂為主。砂料應(yīng)保持干燥。噴砂機(jī)中的石英砂使用一段時(shí)間后，因切削力降低，導(dǎo)致能效比降低，應(yīng)及時(shí)更換石英砂。五、噴砂處理的注意事項(xiàng)3.人身安全作業(yè)人員在操作噴砂機(jī)時(shí)，應(yīng)注意穿戴好個(gè)人防護(hù)用品，包括噴砂手套、護(hù)目鏡、耳塞、口罩等必要的安全護(hù)具。4.環(huán)保檢查通風(fēng)管和噴砂機(jī)門是否密封。工作前5min，須啟動(dòng)通風(fēng)除塵設(shè)備，若通風(fēng)除塵設(shè)備失效，禁止噴砂機(jī)工作。工作完成后，通風(fēng)除塵設(shè)備應(yīng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5min再關(guān)閉，以排出室內(nèi)的灰塵，保持場(chǎng)地清潔。必要時(shí)可在噴砂機(jī)排氣口加裝二級(jí)過(guò)濾器，以避免環(huán)境污染。五、噴砂處理的注意事項(xiàng)六、噴砂處理的缺陷分析及噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法1.缺陷分析

產(chǎn)品噴砂后局部明顯變黑是噴砂新手經(jīng)常遇到的問(wèn)題，這是因?yàn)樵谕晃恢脟娚皶r(shí)間太久，產(chǎn)品受到的砂料噴射壓力大。噴槍離產(chǎn)品的距離應(yīng)在5～10cm之間，要注意掌控噴槍進(jìn)砂量及噴槍移動(dòng)速度，砂料要均勻地噴射于產(chǎn)品表面。2.影響噴砂處理效果的主要因素

（1）砂料種類和砂料粒度砂料的種類不同，噴砂后的表面效果也不同。用球形砂料噴砂后產(chǎn)品表面較光滑，用菱形砂料噴砂得到的表面較粗糙。同一種砂料又有粗細(xì)之分，國(guó)內(nèi)一般按照篩網(wǎng)數(shù)目劃分砂料的粗細(xì)程度，稱為砂料的號(hào)數(shù)，號(hào)數(shù)越高，砂料顆粒度越小，噴砂后得到的表面越光滑。（2）噴射距離和噴射角度噴射距離和噴射角度是手工噴砂技術(shù)的關(guān)鍵，噴射距離一般為5～10cm，噴槍離零件越遠(yuǎn)，噴射流的效率就越低，零件表面越光滑。噴槍與零件的夾角越小，噴射流的效率就越低，零件表面越光滑。

六、噴砂處理的缺陷分析及噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法2.影響噴砂處理效果的主要因素

（3）噴射時(shí)間

噴射時(shí)間越長(zhǎng)，零件表面越粗糙。（4）壓縮空氣壓力

噴射壓力越大，噴射流的速度越快，噴砂效率越高，零件表面越粗糙；反之，零件表面越光滑。六、噴砂處理的缺陷分析及噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法3.噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法

噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法見(jiàn)表。六、噴砂處理的缺陷分析及噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法噴砂機(jī)常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因和排除方法任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備產(chǎn)品特點(diǎn)：SLA打印成形的產(chǎn)品，產(chǎn)品表面要求有均勻的亞光效果。前序工藝：清洗→打磨及拋光→上色處理。

本次工藝：噴砂處理。

根據(jù)任務(wù)要求提前準(zhǔn)備相應(yīng)的設(shè)備、工具、材料和勞動(dòng)保護(hù)用品等，見(jiàn)表。設(shè)備、工具、材料和勞動(dòng)保護(hù)用品清單任務(wù)實(shí)施二、制定噴砂工藝

根據(jù)模型的任務(wù)要求，因模型比較小，形狀簡(jiǎn)單，噴砂前不需要進(jìn)行其他處理。模型噴砂工藝為噴砂準(zhǔn)備→調(diào)試設(shè)備→操作設(shè)備→噴砂操作。任務(wù)實(shí)施三、噴砂操作

穿戴好個(gè)人防護(hù)用品，按照所列的操作步驟完成零件的噴砂處理工作。操作時(shí)需注意個(gè)人防護(hù)和環(huán)境保護(hù)。1.噴砂準(zhǔn)備

280目玻璃砂料根據(jù)加工需要將3kg的砂料裝入旋風(fēng)分離器下部的儲(chǔ)存箱內(nèi)。2.設(shè)備調(diào)試噴砂機(jī)1.通過(guò)調(diào)整進(jìn)砂調(diào)節(jié)器進(jìn)氣管的位置，使進(jìn)砂間隙為6～7mm，從而控制砂料進(jìn)入輸砂管的數(shù)量2.調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，控制進(jìn)入噴槍的壓縮空氣壓力，工作壓力為5bar左右任務(wù)實(shí)施3.設(shè)備操作

（1）開(kāi)啟設(shè)備開(kāi)啟電源總閘，指示燈亮；開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，艙內(nèi)照明燈亮。任務(wù)實(shí)施3.設(shè)備操作（2）放置零件打開(kāi)工作艙門，將待加工零件放在網(wǎng)孔板上，關(guān)上工作艙門說(shuō)明：零件體積較小時(shí)，也可通過(guò)工作手套處放入設(shè)備中。任務(wù)實(shí)施4.噴砂操作（1）噴砂雙手插入工作手套，一手拿噴槍，一手抓住零件，使噴槍嘴對(duì)準(zhǔn)待噴零件表面，距離為5～10cm

注意：手抓零件側(cè)壁，使整個(gè)零件上表面露出

踩腳踏開(kāi)關(guān)，壓縮空氣開(kāi)通后進(jìn)入噴槍，砂料在壓縮空氣作用下高速噴射到被加工零件表面。注意：噴砂過(guò)程中，一方面要保持噴槍與零件之間適當(dāng)?shù)膰娚?/p>