Śrutowanie jedną z kluczowych metod obróbki skrawaniem

Śrutowanie to jedna z najskuteczniejszych metod przygotowania powierzchni, w której nierówności na powierzchni metalowych są usuwane poprzez ścieranie z wykorzystaniem ścierniwa w odpowiedniej formie. Śrutowanie wykorzystuje urządzenia wirnikowe do rozrzucania materiałów ściernych na powierzchnie wykańczanych detali . Proces ten wykorzystuje siłę odśrodkową, w przeciwieństwie do piaskowania, które opiera się na sprężonym powietrzu. Jest bardziej agresywne i wydajne niż piaskowanie i nadaje się do obróbki twardszych materiałów lub usuwania grubszych powłok. Jest stosowane głównie w przemyśle do przygotowania powierzchni metalowych do spawania i procesów wykończeniowych, takich jak malowanie czy powlekanie.

Spis treści:

Czym jest śrutowanie?
Kluczowe zastosowania
Jakie materiały można śrutować?
Na czym polega śrutowanie?
Rodzaje materiału ściernego
Właściwości fizyczne śrutu
Technologie śrutowania
Gdzie jest stosowane śrutowanie?

Czym jest śrutowanie?

Śrutowanie (in. obróbka strumieniowo-ścierna) to jeden z procesów obróbki, który uszlachetnia powierzchnię metalu za pomocą szybko poruszających się cząstek. Kulisty śrut jest wyrzucany za pomocą wirnika na powierzchnię metalu, czyszcząc i polerując obszar docelowy za pomocą siły odśrodkowej. Śrutowanie to skuteczna metoda, aby nadać powierzchniom metali gładkość. Dzięki temu usuwane są wszelkie zanieczyszczenia i niepożądane niedoskonałości powierzchni, które mogłyby powodować problemy w późniejszych procesach produkcyjnych. Niektóre branże preferują śrutowanie zamiast innych ściernych metod przygotowania powierzchni, ponieważ proces ten zapewnia wysoką jakość rezultatów, a jednocześnie jest tańszy i bezpieczniejszy. Proces ten gwarantuje doskonałe rezultaty w usuwaniu rdzy, przygotowywaniu powierzchni do malowania oraz uzyskania pożądanego wyglądu i tekstury.

Kluczowe zastosowania

Śrutowanie ze względu na swoją wszechstronność pozwala na szeroki zakres zastosowań
w różnych sektorach. Sprawdza się do:

gratowania, w którym zadziory i inne niedoskonałości są usuwane za pomocą skoncentrowanych środków ściernych, co skutkuje uzyskaniem bardziej wypolerowanej
i gładszej powierzchni,
usuwania rdzy, gdyż duża prędkość ścierniwa generuje siłę wystarczającą do usunięcia rdzy z powierzchni materiału,
usuwania zgorzeliny, gdyż śrutowanie poprawia trwałość przedmiotu obrabianego poprzez usunięcie zgorzeliny walcowniczej lub utlenionego, łuszczącego się materiału
z powierzchni. Śrut może penetrować trudno dostępne miejsca i usuwać zgorzelinę walcowniczą,
czyszczenia ogólnego, gdyż w tym procesie usuwane są oleje i smary, a także nagromadzone zanieczyszczenia z powierzchni. Czyszczenie powierzchni przed kolejnym etapem procesu produkcyjnego zmniejsza ryzyko uszkodzeń w miarę upływu czasu,
usuwania powłoki ceramicznej po zestaleniu i ostygnięciu metalu,
powłok, gdyż równa i czysta powierzchnia metalu zapewnia lepszą przyczepność farby i powłok.

Jakie materiały można śrutować?

Zazwyczaj śrutowanie stosuje się do obróbki takich metali, jak stal miękka, żeliwo, tytan, miedź czy stal inżynieryjna. Również do obróbki betonu i zaawansowanej ceramiki technicznej, takiej jak węglik krzemu, tlenek glinu czy węglik boru. Należy unikać śrutowania ceramiki codziennego użytku czy porcelany, ze względu na ich niższą wytrzymałość i większą kruchość. Ponadto miękkie metale, takie jak aluminium czy miękka miedź, mogą ulec odkształceniu lub uszkodzeniu pod wpływem dużej siły uderzenia podczas śrutowania. Dotyczy to również cienkich blach, które łatwo ulegają odkształceniu.

Na czym polega śrutowanie?

Proces ten polega na poddaniu powierzchni przedmiotu obrabianego strumieniowi śrutu z dużą prędkością. Śrut trafia do specjalistycznej maszyny, która wystrzeliwuje go pod wysokim ciśnieniem, co skutecznie usuwa wszelkie zanieczyszczenia i rdzę. Jest on wprawiany w ruch przez koło odśrodkowe, w którym każdy pojedynczy śrut generuje siłę wystarczającą do działania jako materiał ścierny. Umożliwia czyszczenie powierzchni, usuwanie zanieczyszczeń, usuwanie niedoskonałości oraz poprawę przyczepności farb i powłok. Śrutowanie odbywa się w kabinach śrutowniczych, gdzie sprzęt i obrabiany element są odizolowane od środowiska. Należy zwrócić uwagę na takie problemy, jak odpylanie czy nadmierne śrutowanie. Nowoczesne urządzenia do śrutowania recyrkulują śrut poprzez podciśnienie, które zbiera zużyte cząstki. Separatory usuwają uszkodzone ścierniwo, a podajniki uzupełniają je w trakcie pracy. Po zakończeniu śrutowania powierzchnia jest dokładnie czyszczona i sprawdzana, pod kątem przygotowania do kolejnych etapów produkcji.

Rodzaje materiału ściernego

Wyróżnia się różne rodzaje materiałów ściernych:

śrut z tlenku glinu, który jest agresywny, niekorozyjny i wszechstronny, stosowany głównie do twardych powierzchni wymagających precyzyjnego polerowania. Jest niedrogi i nadaje się do wielokrotnego użytku. Rozpada się na mniejsze cząstki podczas użytkowania i dlatego określa się go jako śrut kątowy,
śrut stalowy, czyli małe kulki, które nadają obrabianemu przedmiotowi wysoki połysk i gładkość, kulki mają jednakową wielkość, co pozwala na równomierne rozłożenie siły uderzenia na powierzchni, charakteryzują się niskim pyleniem i wysoką trwałością,
szklane koraliki, które stanowią delikatny materiał ścierny przeznaczony do miękkich metali, który zapobiega zanieczyszczeniu powierzchni,
śrut cięty, który uzyskuje się za pomocą drutu tnącego podzielonego na równe odcinki proporcjonalne do jego średnicy, niedrogi, charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i jest bardzo ścierny,
koraliki ceramiczne, które generują mniej pyłu niż inne materiały i wymagają mniejszej siły.

Do konkretnych zastosowań stosuje się również materiały syntetyczne, takie jak wodorowęglan sodu oraz materiały rolnicze, takie jak kruszone ziarna. Inne materiały śrutowe to m.in. czarny żużel węglowy, staurolit, łupiny orzechów włoskich a nawet kolby kukurydzy.

Właściwości fizyczne śrutu

Materiał ścierny ma cztery główne właściwości, które znacząco wpływają na jakość wykończenia powierzchni metalu:

kształt z reguły okrągły, który jest używany praktycznie w każdym zastosowaniu. Śruty kątowe są bardziej ścierne, co idealnie sprawdza się w agresywnym czyszczeniu,
rozmiar mniejszy lub „siatka” nadają się do polerowania i uzyskiwania czystych powierzchni. Większa siatka jest używana do agresywnych zastosowań, takich jak profilowanie lub trawienie przedmiotu obrabianego w celu przygotowania do powlekania lub spawania,
twardość im jest większa, tym lepiej pozwala na lepszą penetrację materiału w porównaniu z miękkim. Idealnie, gdy jest dobrana do obrabianego przedmiotu, aby uniknąć jego uszkodzenia,
gęstość, która im jest wyższa, tym wywiera większą siłę na obrabiany element, gdy jest on rozpędzany ze stałą prędkością.

Technologie śrutowania

Można wyróżnić dwie główne technologie śrutowania – pneumatyczne i wirnikowe:

śrutowanie pneumatyczne wykorzystuje strumień sprężonego powietrza do przyspieszenia ścierniwa, które następnie są wyrzucane przez odpowiednią dyszę z dużą energią kinetyczną na obrabianą powierzchnię. Odbywa się ono w specjalnie zaprojektowanych komorach śrutowniczych wyposażonych w systemy wentylacyjne, które dbają o prawidłową cyrkulację powietrza wewnątrz urządzenia i efektywny odzysk materiału ściernego,
śrutowanie wirnikowe wykorzystuje specjalistyczne urządzenia, które umożliwiają skuteczne oczyszczanie różnych powierzchni zarówno mniejszych, jak i tych o większych formatach. Proces czyszczenia podczas śrutowania wirnikowego polega na podawaniu ścierniwa do wirujących wirników, które następnie wyrzucają je z dużą prędkością na obrabianą powierzchnię. Turbiny są umieszczone zarówno pod, jak i nad obrabianym elementem, co zapewnia równomierne i skuteczne czyszczenie. Jest to bardziej efektywny sposób śrutowania w porównaniu do procesu pneumatycznego.

Gdzie jest stosowane śrutowanie?

Śrutowanie jest stosowane w niemal każdej branży metalowej, m.in. w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, budowlanym, odlewniczym, stoczniowym, kolejowym i oczywiście w branży obróbki skrawaniem.