資源簡介

(共39張PPT)
3D打印產品后處理
項目四 3D 打印產品的噴砂處理
學習目標
1.了解噴砂機的工作原理和結構。
2.了解噴砂機的介質分類和工藝特點。
3.掌握噴砂處理的應用場合和工藝流程。
4.掌握噴砂處理的操作步驟和注意事項。
5.能熟練使用噴砂機完成模型的噴砂處理。
6.能獨立完成噴砂后模型的質量檢驗與缺陷修復工作。
任務描述
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生變化的加工方式。噴砂處理操作簡單，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比
a）噴砂前 b）噴砂后
任務描述
本任務采用噴砂機完成3D打印產品的噴砂處理工作，使產品表面呈現均勻的亞光效果。如圖所示為3D打印成形的待噴砂的電子產品零件，該零件 經前處理后得到符合圖樣要求的尺寸和表面質量，該零件經過SLA工藝及上色處理，其表面光滑、反光。
待噴砂的電子產品零件
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
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生變化，由于砂料對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.噴砂設備的分類
噴砂設備根據設備結構不同一般有吸入式干噴砂設備、壓入式干噴砂設備、液體噴砂設備、滾筒式自動噴砂設備、輸入式自動噴砂設備、全自動連續轉臺式噴砂設備等，如圖所示。
噴砂設備
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
2.噴砂設備的分類
（1）吸入式干噴砂設備
采用吸射型噴槍，通過氣流高速運動在噴槍內形成負壓，將砂料通過輸砂管吸入噴槍，并經噴嘴高速噴射到零件表面，達到預期加工目的。壓縮空氣既是供料動力，又是噴射的加速動力。
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
2.噴砂設備的分類
（2）壓入式干噴砂設備
采用直射型噴槍，砂料和壓縮空氣先在混合室內混合，通過壓縮空氣在壓力罐內建立的工作壓力，將砂料通過出砂閥壓入輸砂管并經噴嘴高速噴射到零件表面，達到預期加工目的。壓縮空氣既是供料動力，又是噴射的加速動力。
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
2.噴砂設備的分類
（3）液體噴砂設備
如圖所示，液體噴砂設備以磨液泵作為磨液的供料動力，通過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。壓縮空氣作為磨液的加速動力，通過輸氣管進入噴槍，在噴槍內，壓縮空氣對進入噴槍的磨液加速，并經噴嘴射出，噴射到零件表面達到預期的加工目的。在液體噴砂設備中，磨液泵提供供料動力，壓縮空氣為加速動力。
液體噴砂設備
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
2.噴砂設備的分類
（4）滾筒式自動噴砂設備
如圖所示，滾筒式自動噴砂設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。滾筒采用變頻調速，噴槍采用擺動機構，以加大砂料覆蓋范 圍及噴砂效率，能滿足不同的加工需要。
滾筒式自動噴砂設備
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
2.噴砂設備的分類
（5）輸入式自動噴砂設備
輸入式自動噴砂設備如所示，適用于平面零件或者板材的噴砂。噴砂時零件從進口端由傳送帶輸入，在工作室內部，噴砂槍可以自動變頻擺動，對處于輸送過程中的零件可從各角度進行均勻的噴砂處理。
輸入式自動噴砂設備
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
2.噴砂設備的分類
（6）全自動連續轉臺式噴砂設備
全自動連續轉臺式噴砂設備如圖所示，適用于圓形、盤類零件的噴砂，其噴砂室內有一套轉臺系統，大轉臺在電極的帶動下轉動，可調速，大轉臺上有多個噴砂小工位，可同時放置多個零件。
全自動連續轉臺式噴砂設備
一、噴砂處理的工作原理、設備分類及工藝特點
3.噴砂處理的工藝特點
（1）加工速度快，生產效率高 噴砂是成熟的工業上處理物體表面的工藝，處理速度非常快，幾分鐘就能處理很大的表面積。
（2）生產污染小，對環境友好 噴砂機有密閉的噴砂工作空間，能完全控制砂粒的工作環境，保持環境干凈。
（3）被加工范圍廣泛 噴砂工藝不僅可以噴體積較小的 3D 打印產品，還可以噴體積較大的 3D 打印產品。噴砂對象可以是樹脂產品，也可以是金屬產品。
（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、設備分類及工藝特點
二、噴砂處理的介質分類
噴砂處理的介質有很多種，如圖所示。同一種噴砂砂料又有不同目數的粒度，在相同噴砂條件下會產生不同的表面粗糙度，從而使產品獲得不同的效果。
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、噴砂處理的應用場合
1.表面美化加工
表面美化加工主要包括金屬產品機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，以達到裝飾的目的。
3.光蝕加工
通過光蝕加工可使零件達到光滑且不反光的效果。
4.刻蝕加工
可對黃金飾品、寶石、玻璃等表面進行刻蝕處理。
5.零件涂鍍前處理
在零件電鍍、噴漆等之前進行噴砂處理可以增加其表面的附著力。
6.零件消除應力加工
可對航空產品中太大的工業零件進行清潔及消除應力加工。
7.模具加工
可進行模具咬花及霧面處理。
8.玻璃加工 可進行玻璃霧面處理。
三、噴砂處理的應用場合
四、噴砂處理的操作流程
1.檢查砂料
根據噴砂部位與花紋規格準備噴砂砂料、工具和設備。噴玻璃砂時需檢查砂料是否受潮，若有結塊應將其揉碎，玻璃砂吸濕性強，放置時間太長會影響其亮度，如圖所示。
玻璃砂
2.檢查及調節噴砂設備
（1）通過調整進砂調節器進氣管的位置，使進砂間隙為 6 ～ 7 mm，從而控制砂料進入輸砂管的數量。
（2）調節調壓閥，控制進入噴槍的壓縮空氣壓力，使工作壓力為 5 bar 左右。
四、噴砂處理的操作流程
3.噴砂前工序
一般情況下，產品噴砂前都要進行拋光處理，例如，噴 150 目的金剛砂或玻璃砂前， 需要用 600 目的砂紙拋光產品。
4.包扎及檢查產品
產品同一側有很多面，根據產品要求，有些面需要噴砂，有些面不需要噴砂。因此沒有噴砂要求的面需要用膠紙包扎，進行保護處理。同時，產品邊緣與尖角的地方要特別注意進行包扎，如圖所示。
四、噴砂處理的操作流程
噴砂產品的包扎
5.噴砂
噴槍與產品被噴表面的距離應為 5 ～ 10 cm，要注意控制噴槍進砂量及噴槍移動速度。噴第一道砂時，通過砂粒型號和氣壓控制整個花紋的深度，砂粒要均勻地噴射于產品表面。噴砂時間不可太長；否則，就會使已噴出的花紋模糊，特別是在噴玻璃砂時，要避免出現材 料表面紋路不均勻的現象，如圖所示。
產品噴砂
四、噴砂處理的操作流程
6.產品表面檢查
噴砂后要檢查產品表面花紋和光澤是否一致，表面有無油印、黑點、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°并左右搖擺進行觀察，看其有無陰陽面和材料表面紋路不均勻現象，如圖所示。
7.噴砂后處理
有些金屬產品噴砂后需要用壓縮空氣吹掉零件表面的砂料，去毛刺，進行防銹處理。
噴砂后的產品
四、噴砂處理的操作流程
五、噴砂處理的注意事項
噴砂機一般分為干式噴砂機和濕式噴砂機兩大類。濕式噴砂機與干式噴砂機相比，最大 的特點就是很好地控制了噴砂加工過程中的粉塵污染，改善了噴砂的工作環境。噴砂處理的注意事項如下:
1.氣源
噴砂機接入的氣源不應含有水、油、砂粒等。噴砂機使用一段時間后，要定期校驗儲氣罐、壓力表、安全閥。應及時清理過濾器中的污物。儲氣罐每兩周排放一次灰塵，砂罐里的過濾器每月檢查一次。操作時，壓縮空氣閥要緩慢打開，其氣壓不準超過設備額定值。
2.砂料
因其他顏色的石英砂可能會污染模型，所以噴砂砂料以白剛玉、白色石英砂為主。砂料應保持干燥。噴砂機中的石英砂使用一段時間后，因切削力降低，導致能效比降低，應及時更換石英砂。
五、噴砂處理的注意事項
3.人身安全
作業人員在操作噴砂機時，應注意穿戴好個人防護用品，包括噴砂手套、護目鏡、耳 塞、口罩等必要的安全護具。
4.環保
檢查通風管和噴砂機門是否密封。工作前 5 min，須啟動通風除塵設備，若通風除塵設備失效，禁止噴砂機工作。工作完成后，通風除塵設備應繼續運轉5min再關閉，以排出室內的灰塵，保持場地清潔。必要時可在噴砂機排氣口加裝二級過濾器，以避免環境污染。
五、噴砂處理的注意事項
六、噴砂處理的缺陷分析及噴砂機常見故障的產生原因和排除方法
1.缺陷分析
產品噴砂后局部明顯變黑是噴砂新手經常遇到的問題，這是因為在同一位置噴砂時間太久，產品受到的砂料噴射壓力大。噴槍離產品的距離應在 5 ～ 10 cm 之間，要注意掌控噴槍進砂量及噴槍移動速度，砂料要均勻地噴射于產品表面。
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之分，國內一般按照篩網數目劃分砂料的粗細程度，稱為砂料的號數，號數越高，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的關鍵，噴射距離一般為 5 ～ 10 cm，噴槍離零件越遠，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常見故障的產生原因和排除方法
2.影響噴砂處理效果的主要因素
（3）噴射時間
噴射時間越長，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常見故障的產生原因和排除方法
3.噴砂機常見故障的產生原因和排除方法
噴砂機常見故障的產生原因和排除方法見表。
六、噴砂處理的缺陷分析及噴砂機常見故障的產生原因和排除方法
噴砂機常見故障的產生原因和排除方法
任務實施
一、任務準備
產品特點：SLA 打印成形的產品，產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。
根據任務要求提前準備相應的設備、工具、材料和勞動保護用品等，見表。
設備、工具、材料和勞動保護用品清單
任務實施
二、制定噴砂工藝
根據模型的任務要求，因模型比較小，形狀簡單，噴砂前不需要進行其他處理。模型噴 砂工藝為噴砂準備→調試設備→操作設備→噴砂操作。
任務實施
三、噴砂操作
穿戴好個人防護用品，按照所列的操作步驟完成零件的噴砂處理工作。操作時需注意個人防護和環境保護。
1.噴砂準備
280目玻璃砂料
根據加工需要將3 kg的砂料裝入旋風分離器下部的儲存箱內。
2.設備調試
噴砂機
1.通過調整進砂調節器進氣管的位置，使進砂間隙為6 ～ 7 mm，從而控制砂料進入輸砂管的數量
2.調節調壓閥，控制進入噴槍的壓縮空氣壓力，工作壓力 為5bar左右
任務實施
3.設備操作
（1）開啟設備
開啟電源總閘，指示燈亮；開啟電源開關，艙內照明燈亮。
任務實施
3.設備操作
（2）放置零件
打開工作艙門，將待加工零件放在網孔板上，關上工作艙門說明：零件體積較小時，也可通過工作手套處放入設備中。
任務實施
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，使噴槍嘴對準待噴零件表面，距離為 5 ～ 10 cm
注意：手抓零件側壁，使整個零件上表面露出
踩腳踏開關，壓縮空氣開通后進入噴槍，砂料在壓縮空氣作用下高速噴射到被加工零件表面。
注意：噴砂過程中，一方面要保持噴槍與零件之間適當的噴射距離和角度，另一方面要使噴槍與零件之間在長邊方向相對移動，使零件表面均勻地受到砂料的噴射加工，噴砂1 min 即可。
任務實施
4.噴砂操作
（2）松開腳踏開關
加工完畢，腳必須從腳踏開關處移開，噴槍停止噴射砂料后才可以打開工作艙門，取出零件。
任務實施
4.噴砂操作
（3）斷開電源
零件噴砂完畢，設備即可停止工作，斷開電源總閘。
任務實施
任務實施
四、質量檢驗
按照產品要求，經過噴砂，應使產品表面呈亞光效果，遮蓋拋光紋，如圖所示。
噴砂后的產品
任務測評
按所列評分標準進行測評，并做好記錄。
實訓評分標準

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