Phun cát là một quá trình xử lý bề mặt bằng cách sử dụng vật liệu mài mòn (như cát, nhôm oxit, garnet...) được bắn ra với tốc độ cao thông qua áp lực khí nén hoặc chất lỏng. Mục tiêu là làm sạch, làm nhám, khắc họa hoa văn, hoặc chuẩn bị bề mặt cho các lớp phủ như sơn, mạ, hoặc hàn.
Cách thực hiện quá trình phun cát
Chuẩn bị khu vực và thiết bị phun cát
- Nếu làm việc ngoài trời, cần đảm bảo có mái che hoặc tấm chắn để tránh bụi bay lan. Nếu trong nhà, nên sử dụng phòng phun cát chuyên dụng hoặc buồng kín.
- Kiểm tra thiết bị bao gồm máy phun cát, dây dẫn khí, vòi phun, máy nén khí, và đồng hồ đo áp suất. Đảm bảo các thiết bị không bị rò rỉ, nứt vỡ hay tắc nghẽn.
- Áp suất khí cần đủ mạnh (thường từ 80–120 PSI tùy loại thiết bị), lưu lượng ổn định để quá trình phun không bị gián đoạn.
Chuẩn bị vật liệu mài mòn
- Tùy theo loại bề mặt và mục đích sử dụng mà chọn cát, nhôm oxit, silicon carbide, hạt thủy tinh, v.v.
- Nếu tái sử dụng, cần sàng lọc để loại bỏ tạp chất hoặc hạt đã bị mòn quá mức, nhằm tránh làm tắc vòi phun hoặc giảm hiệu quả làm việc.
Lắp đặt vòi phun và nạp vật liệu
- Có thể sử dụng các loại vòi phun hình nón, hình ống, hay hình quạt tùy theo yêu cầu kỹ thuật.
- Đổ hạt mài vào buồng chứa của máy. Đảm bảo buồng được đóng kín và có bộ lọc khí để tránh kẹt hạt.
Mặc đồ bảo hộ đầy đủ
- Người vận hành phải mặc đồ bảo hộ chuyên dụng: gồm mặt nạ phòng bụi, mũ bảo vệ, găng tay, áo liền quần, và giày bảo hộ.
- Trong trường hợp phun cát khô, cần dùng hệ thống hút bụi hoặc thông gió để đảm bảo an toàn hô hấp.
Thực hiện phun cát
- Bật máy nén khí trước, sau đó mở máy phun cát. Chờ vài giây để áp suất ổn định.
- Thường từ 15–30 cm so với bề mặt. Góc phun lý tưởng là từ 45 đến 90 độ, tùy theo hiệu ứng mong muốn.
- Quét vòi phun theo chiều ngang hoặc dọc, không dừng quá lâu tại một điểm để tránh gây hư hại bề mặt hoặc bắn thủng vật liệu mỏng.
- Quan sát sự thay đổi trên bề mặt và điều chỉnh khoảng cách hoặc tốc độ di chuyển nếu cần.
Kết thúc quá trình và vệ sinh
- Tắt máy phun và khí nén theo đúng trình tự để tránh sốc áp.
- Làm sạch vòi phun, dây dẫn, và buồng chứa hạt mài sau mỗi ca làm việc để tránh tắc nghẽn cho lần sử dụng sau.
- Thu gom hạt mài còn sử dụng được để tái chế, đồng thời loại bỏ phần đã nhiễm bẩn.
Kiểm tra lại bề mặt sau phun
- Kiểm tra độ sạch, độ nhám hoặc mẫu hoa văn có đạt yêu cầu không.
- Dùng máy đo độ nhám bề mặt (profilometer) để kiểm tra thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn mong muốn (ví dụ như chuẩn SA 2.5 hoặc SSPC).
Một số loại thiết bị phun cát
|
Loại thiết bị |
Mô tả |
Ưu điểm chính |
|
Máy phun cát di động |
Thiết kế nhỏ gọn, dễ di chuyển, thích hợp dùng trong các công trường hoặc không gian mở. |
Linh hoạt, sử dụng ở mọi vị trí, chi phí đầu tư thấp. |
|
Máy phun cát tủ |
Có buồng kín, người vận hành thao tác qua găng tay gắn liền với tủ. |
An toàn, sạch sẽ, tái sử dụng được vật liệu mài mòn. |
|
Phun cát ướt |
Sử dụng nước trộn với hạt mài để giảm bụi trong quá trình xử lý. |
Giảm phát sinh bụi, thân thiện với môi trường. |
|
Hệ thống phun cát tự động |
Tích hợp robot hoặc băng chuyền để tự động hóa quá trình phun. |
Tăng năng suất, độ chính xác cao, giảm sức lao động. |
Một số vật liệu dùng cho quá trình phun cát
|
Vật liệu |
Đặc điểm |
Ứng dụng chính |
|
Kích thước hạt 80 |
Độ thô cao, dùng để loại bỏ vật liệu mạnh, chuẩn bị bề mặt trước khi sơn hoặc phủ lớp khác. |
Gia công kim loại nặng, làm sạch lớp rỉ, lớp phủ cứng. |
|
Cát tự nhiên |
Dễ kiếm, rẻ nhưng sinh ra bụi chứa silica – có thể gây bệnh phổi nghiêm trọng. |
Ứng dụng hạn chế, dần bị thay thế do lo ngại sức khỏe. |
|
Nhôm oxit |
Cứng và bền hơn cát 30–40 lần. Hiệu quả trong làm sạch, đánh bóng bề mặt. |
Gia công kim loại, sơn tĩnh điện, làm sạch khuôn. |
|
Silicon Carbide |
Độ cứng cao, tuổi thọ lâu gấp 40–50 lần cát, tiết kiệm chi phí. |
Ngành hàng không, sản xuất linh kiện cao cấp, loại bỏ lớp vật liệu cứng đầu. |
|
Garnet |
Mài mòn tự nhiên, độ cứng trung bình, cân bằng hiệu quả và độ bền. |
Cắt tia nước, phun cát tinh xảo, làm sạch nhẹ bề mặt nhạy cảm. |
|
Hạt thủy tinh |
Hình cầu, nhẹ nhàng, không gây mài mòn mạnh, tạo bề mặt mịn màng. |
Y tế, hàng không – nơi cần làm sạch nhẹ nhàng mà không hỏng kết cấu. |
Vật liệu có thể được phun cát
|
Vật liệu |
Ứng dụng chính |
|
Thủy tinh |
Tạo hoa văn, khắc kính trang trí, cửa kính, gương, sản phẩm thủy tinh nghệ thuật. |
|
Đá |
Khắc bia mộ, tạo kết cấu bề mặt, trang trí kiến trúc. |
|
Gỗ |
Làm nổi vân gỗ, loại bỏ lớp phủ cũ, tạo phong cách cổ điển, tăng độ bám dính cho lớp sơn mới. |
|
Nhựa |
Làm sạch nhẹ, chuẩn bị bề mặt để in hoặc dán nhãn. Cần kiểm soát chặt áp suất để tránh làm chảy nhựa. |
|
Thép |
Loại bỏ rỉ sét, dầu mỡ, chuẩn bị cho sơn hoặc mạ. Ứng dụng trong đóng tàu, kết cấu thép, đường ống. |
|
Đồng thau |
Đánh bóng, làm sạch, tạo vân, khắc chữ trên đồng thau trong trang trí hoặc linh kiện cơ khí. |
|
Nhôm |
Tẩy sơn, tạo nhám bề mặt, ứng dụng trong sản xuất ô tô, hàng không, thiết bị điện tử. |
Phun cát là một phương pháp xử lý bề mặt hiệu quả, đa năng và có tính ứng dụng cao trong nhiều ngành công nghiệp – từ gia công kim loại, chế tác thủy tinh đến trang trí nội thất. Việc lựa chọn đúng thiết bị, vật liệu mài mòn và quy trình thực hiện không chỉ giúp tối ưu hiệu quả làm việc mà còn đảm bảo độ an toàn và chất lượng bề mặt sau xử lý.