Le sablage au jet est un procédé qui requière de la précision et de la reproductibilité. Conséquemment, l’équipement conçu pour accomplir une telle tâche doit être convenablement calibré et entretenu.
Dans plusieurs applications, la précision et la répétabilité peuvent être assurées avec l’usage d’équipements de sablage automatisé et de procédé entièrement contrôlé par ordinateur.
Dans les systèmes automatisés, les buses de sablage peuvent être montées sur des bras robotisés permettant d’assurer une distance de sablage, une vitesse de déplacement et une exposition optimale de la pièce au jet d’abrasif. Les buses de sablage peuvent également être fixées ou montées sur une tête rotative afin d’exposer uniformément une pièce qui circule sur un convoyeur ou une table rotative.
Toutefois, la plupart du temps, le procédé de sablage au jet est exécuté manuellement par un opérateur avec un équipement qui offre flexibilité et dextérité afin de traiter adéquatement des pièces de nature complexe. Par conséquent, certains paramètres de base du procédé doivent être définis correctement afin d’obtenir le résultat désiré. Voici les six facteurs essentiels à avoir en tête lors de la définition des paramètres du procédé.
- Média d’abrasif
Le média d’abrasif est un élément critique du procédé de sablage au jet étant donné qu’il entre en contact direct sur la pièce afin d’en altérer sa surface et dans le but d’obtenir la qualité de surface attendue.
Forme : Il y a typiquement deux formes de média. Les médias de type angulaire sont généralement utilisés dans les applications de nettoyage agressif ou pour la création d’un profil d’encrage sur des surfaces métalliques, alors que les médias de type sphérique sont couramment utilisés pour les applications de martelage (peening) ainsi que les nettoyages plus délicats ou sur des matériaux plus fragiles.
Grosseur du grain : La taille moyenne de particule du média (communément appelé MESH) peut varier d’une application à l’autre. Normalement, plus le média est de grande taille, plus les pics et vallées seront prononcés dans le cas des applications de préparation de surface. Cela pourrait se traduire en une demande excessive de produit de recouvrement, rendant le procédé de revêtement coûteux et plus long. L’utilisation d’un média de bonne taille est critique pour assurer à la fois la qualité et l’efficacité du procédé.
Niveau de dureté : La nature de la pièce à traiter et les objectifs du procédé sont les deux éléments déterminants qui permettent de choisir adéquatement le média d’abrasif à choisir pour une application visée. Dans les applications de nettoyage, la dureté du média doit être moindre que celle de la pièce à traiter afin d’éviter de modifier substantiellement sa surface. Lors de la création d’un profil d’encrage, l’utilisation d’un média d’une dureté supérieure à la pièce est appropriée.
Référez-vous au Guide de sélection des médias d’abrasif pour plus d’information sur les médias disponibles et leurs avantages respectifs.
- Buse de sablage
Plusieurs designs de buses sont disponibles. La conception de la buse dressera la configuration du jet d’abrasif ainsi que la vélocité du média à sa sortie de la buse.
Les buses à passage droit produisent un jet très étroit qui est idéal pour les applications de haute précision. Ces buses sont largement utilisées dans les cabinets de sablage.
Les buses à Venturi sont conçues avec une gorge très étroite et une ouverture plus large à la sortie ce qui produit un jet plus évasé (de forme conique) et augmente considérablement la vélocité du média à sa sortie de la buse pour un sablage plus agressif.
Les buses à
Double Venturi sont jusqu’à deux fois plus puissantes que les buses ordinaires en raison de trous permettant d’introduire de l’air juste avant la sortie de la buse, ce qui réduit substantiellement la perte de vélocité.
Les buses à angle permettent à l’opérateur de sabler l’intérieur des cavités et les endroits plus difficiles à atteindre sur les pièces plus complexes.
Par ailleurs, plusieurs matériaux peuvent entrer dans la composition des buses : carbure de bore, carbure de tungstène, céramique, etc. Le matériau n’affecte pas la performance à court terme de la buse, mais plutôt sa durabilité et son poids. Cependant, l’usure prématurée d’une buse peut causer une perte de vélocité et/ou un jet d’abrasif irrégulier.
Le design de la buse, le diamètre intérieur (I.D.) de son orifice, la pression d’air comprimé à la buse (PSI) et la distance entre la buse de sablage et la pièce à traiter sont les principaux facteurs qui influenceront la forme du jet d’abrasif, le rayon de couverture de la pièce, la consommation d’abrasif ainsi que l’agressivité de l’action de sablage.
À mesure que la buse s’use à cause de la friction avec le média d’abrasif qui la traverse, l’orifice (I.D.) s’agrandit et produit un jet plus évasé, mais également moins puissant. Ce phénomène s’explique par le fait que la même quantité d’air qui sort de la buse est la même, alors que l’ouverture de la sortie est plus grande. La règle de d’or est de changer la buse lorsque le diamètre interne de son orifice atteint une grosseur de plus que sa grosseur originale.
- Vélocité du média à sa sortie de la buse
La vélocité du média lorsqu’il quitte la buse (FPM) combinée au design et à l’orifice de la buse (I.D.) est un facteur clé qui impacte la forme et la vélocité du flux d’abrasif lorsqu’il entre en contact avec la pièce. En d’autres mots, c’est en quelque sorte le carburant qui permet au système de performer adéquatement pour une application visée.
La combinaison de ces deux facteurs déterminera l’apport en air requis (CFM) du système de sablage. Conséquemment, le requis minimum en air du compresseur sera déterminé par la pression requise à la buse (PSI) et le diamètre interne de son orifice (I.D.).
De plus, il est recommandé de fournir une quantité en air 50% supérieur à la quantité minimale requise afin d’assurer une stabilité du flux à la sortie de la buse. Ainsi, l’air fourni à la buse est constant et la buse demeure performante à mesure qu’elle s’use (un ajustement ponctuel est cependant requis afin de compenser la perte de vélocité par une augmentation de la pression).
Afin d’éviter une fluctuation de la vélocité à la buse, il est recommandé d’installer un régulateur d’air à l’entrée d’air comprimé du système et de le régler à la pression désirée.
Les propriétés physiques du média d’abrasif doivent également être prises en considération lors du calibrage du système de sablage.
Référez-vous à la Charte de consommation en air afin de calculer la pression et la quantité d’air minimale que doit produire votre compresseur en fonction de la grosseur de la buse (I.D.) et de la pression à la buse (PSI) requise par votre application.
- Qualité de l’air fourni par le compresseur
Afin d’augmenter la performance du système de sablage et de prévenir son usure prématurée, il est important de lui fournir un air sec et propre.
Malheureusement, le compresseur fournit naturellement un air à forte teneur en humidité en raison de la condensation de l’humidité présente dans l’air ambiant. Et l’air comprimé contient encore plus d’humidité lorsque celui-ci s’approvisionne dans un environnement atmosphérique particulièrement humide. Il s’agit d’un phénomène naturel auquel on ne peut échapper.
La présence d’humidité dans l’air comprimé fourni aux équipements de sablage est très nuisible. Non seulement l’humidité contamine le média d’abrasif et nuit à la performance du sablage, mais elle peut également obstruer les circuits pneumatiques du système et/ou endommager prématurément ses valves. L’obturation d’une valve engendre une panne de production et peut éventuellement causer un dommage irréversible à la valve, forçant l’opérateur de la remplacer.
Pour ces raisons, il est très important de munir votre ligne d’air comprimé d’un système d’assécheur d’air et d’un séparateur d’eau soit à la sortie du compresseur ou tout juste avant l’entrée de l’équipement pour éliminer toute présence d’eau et autres contaminants qui peuvent être présents dans le compresseur (comme de l’huile).
Il existe une panoplie de solutions pour nettoyer et assécher l’air dans un circuit pneumatique. Certains dispositifs s’installent directement sur le compresseur et permettent de protéger l’ensemble du circuit pneumatique. Cependant, ces dispositifs sont relativement dispendieux et pas systématiquement justifiés puisque ce ne sont pas tous les équipements et outils pneumatiques qui sont sensibles à l’humidité comme les équipements de sablage le sont.
Nous recommandons minimalement d’installer de petits systèmes d’appoint peu dispendieux tels que les produits Super-Dry sur les circuits d’air des équipements de sablage.
- Technique de l’opérateur
Une fois que les configurations de procédés susmentionnées ont été adressées attentivement, le prochain facteur d’importance à considérer dans la performance du procédé de sablage est la technique de l’opérateur. Plus précisément, voici les différentes variables de l’opération de sablage qui peuvent influencer le résultat final et la performance globale du procédé.
Distance de sablage : à mesure que la distance entre la buse et la pièce augmente, le rayon de couverture du jet s’agrandit, mais l’impact du média sur la pièce perd de sa vélocité.
Angle d’impact : le média qui entre en contact perpendiculairement avec la pièce aura un impact supérieur que celui qui entre en contacte dans un certain angle. Également, une projection en angle sur la pièce produit un jet de force inégale et dont l’impact est plus important sur certaines régions de couverture du jet que d’autres.
Rayon de couverture du jet : le rayon de couverture du jet peut être très large afin de maximiser la productivité sur de très grandes surfaces ou très précis pour effectuer un sablage de précision tel que requis dans certaines applications de nettoyage de surface, de sculptage dans la pierre ou d’ébavurage de joints de soudure. Le design de la buse déterminera en grande partie la configuration du jet d’abrasif.
Durée d’exposition de la surface : la vitesse de déplacement du jet d’abrasif sur la pièce ou, similairement, le nombre de passages ou la trajectoire de sablage sont tous des facteurs qui affecteront la quantité de particules de média qui entreront en contact avec la pièce. À mesure que le nombre de passages et/ou la durée d’exposition au flux d’abrasif d’une région de la surface augmentent, la quantité de médias qui impacte cette même région augmente.
Trajectoire de sablage : la trajectoire de sablage utilisée par l’opérateur afin de couvrir l’entièreté de la surface à traiter a un impact majeur sur la performance globale du procédé. Une mauvaise technique de sablage affecte négativement la performance du procédé en augmentant considérablement le temps requis par l’opérateur pour couvrir la surface totale (coût de la main-d’œuvre), la consommation de média (coût de la matière première), l’usure prématurée du système (coût de maintenance) ou encore en abîmant la surface de la pièce (taux de rejet).
Référez-vous au Guide sur le parcours de sablage afin d’obtenir la technique de sablage optimale qui permette d’optimiser le procédé tout en minimisant les coûts.
- Maintenance de l’équipement
Tel que mentionné précédemment, la précision et la reproductibilité sont des éléments cruciaux dans le sablage au jet et ne peuvent être obtenues qu’en utilisant des équipements maintenus et calibrés de manière optimale.
Buse de sablage : la buse de sablage doit être inspectée quotidiennement afin de détecter lorsque le diamètre interne de son orifice devient trop grand en raison de l’usure causée par le passage de l’abrasif. Lorsque le diamètre interne atteint une grosseur qui correspond à une buse de plus grande taille par rapport à sa taille initiale, elle doit immédiatement être remplacée afin d’assurer une constance dans les résultats obtenus tout autre paramètre étant égal par ailleurs. Référez-vous au Guide de sélection des buses pour plus de détails.
Boyau de sablage : le boyau de transport d’abrasif doit également être inspecté régulièrement pour s’assurer qu’il n’y a pas de fuite d’air qui pourrait entrainer une perte de pression à la buse. Lorsque le boyau peut être facilement plié en deux, cela signifie que ses parois internes sont devenues très minces en raison de l’usure causée par le passage du média et risque de se percer. Il doit être immédiatement remplacé.
Raccords et coupleurs : les raccords du conduit pneumatique doivent être installés adéquatement afin d’éviter les pertes de pression et l’usure prématurée sur les raccords ou les coupleurs. Le boyau de sablage doit être coupé à un angle parfait de 90º afin qu’il s’appuie correctement sur le raccord. Autrement, le flux d’abrasif risque de détourner de trajectoire et venir user prématurément la partie exposée du raccord.
Système de récupération du média : le mécanisme de récupération, de transport et de triage de l’abrasif doit être calibré et maintenu adéquatement afin d’assurer un nettoyage efficace du média d’abrasif en y retirant les poussières, particules fines et débris de média éclatés.
Dépoussiéreur : Le dépoussièrent doit être entretenu adéquatement afin d’éviter de contaminer l’équipement avec de la poussière qui risquerait de nuire à la visibilité du sableur et à user prématurément l’équipement de sablage. Les tiroirs à poussières et les tamis doivent être vidés régulièrement pour assurer que l’air circule sans restriction dans le système de collecte des poussières. Les cartouches ou les sacs filtrants doivent être nettoyés régulièrement et remplacés lorsque requis pour garantir un fonctionnement optimal.
Référez-vous au Guide de maintenance de votre équipement ou contactez votre représentant technique IST pour vous assurer de bien maîtriser les routines de maintenance qui doivent être effectuées en temps opportun.
