ブラスターとは
ブラスターとは、砂や鋼球などの微粒子を表面に吹き付けることによって、洗浄や加工製品の仕上げ、表面加工などを行う作業のこと、またはブラスター作業を行うための機械のことです。
サンドブラスターやショットブラスターなどの用語が用いられますが、吹き付けるものによって使い分けられています。サンドブラスターでは珪砂などの砂を吹き付けるのに対し、ショットブラスターでは細かな鋼球を吹き付ける処理です。
さらに、特殊な例としてはアクアブラスターやジェットブラスターは、激しい水流で水配管を洗浄したり、強力な圧力でエアーを吹き付ける装置もあります。ここでは主に砂や鋼球など、個体を吹き付けるブラスターについて解説します。
ブラスターの使用用途
ブラスターは、ブラスト処理として製品の表面処理に使われる装置です。例えば、金属加工品のバリ取りや錆落とし、クリーニング、下地処理などに使われます。鏡面仕上げや研磨加工といった平面を平滑にすることによって光沢を出したり、逆に梨地に仕上げることによって光沢を抑えたりすることも可能です。
3Dプリンタによる造形品の仕上げにも、ブラスターが使われます。ブラストによって粉末や積層の跡を目立たなくする効果があります。特殊な使い方としては、金属製品の表面強化です。ショットピーニングなどは金属製品の表面強化の一例であり、例えばα (アルファ) 処理はナノ結晶化強化によって、鉄鋼材料の製品の強度と靱性を両立させる方法です。
さらに、マイクロステクチャによって摺動性の向上も期待され、工具や刃物、精密プレスの金型や歯車などに使用されています。なお、α処理は株式会社不二製作所の登録商標です。また、ガラス工芸や石材彫刻などにおいてもブラスターを用いることで、様々な芸術的な加工を行うことができます。
ブラスターの原理
ブラスターは、主に圧縮空気によって微粒子を噴射します。コンプレッサにより圧縮空気を送り出し、その流れに乗って粒子が飛ばされて微粒子が対象物に当たり、バリや表面についた付着物を除去します。
ぶつける粒子の種類やその強さに応じて、吹き付けられた表面の形状は大きく変化させることが可能です。例えば、金属表面を平滑にしたり逆に梨地にすることによって、製品の外観を整えます。3Dプリンタで作られた製品の積層の痕が目立たなくなるのも、製品の表面が整えられるからです。
なお、ブラスターの中でもショットピーニングの場合、鋼球などを圧縮空気以外に、モーターによる遠心力を用いて対象の表面に吹き付けます。金属の粒子は重いため、吹き付けられるときの運動量が大きく、表面を粗くしたり、より強力に削ることができます。
ブラスターの種類
ブラスターは持ち運びできるマシンから、工場に設置する大型の設備までさまざまな規模の機械があります。持ち運びできる大きさのブラスターマシンは、1MPa以下の圧縮空気で研磨材を吹き付ける機械です。
一方で、工場に設置される大規模設備では、回転テーブルやコンベア、自動台車テーブルなどで、連続して大量の製品を処理できるものがあります。
ブラスターのその他情報
研磨材の種類
ブラスターでは目的に応じた研磨材を選ばなければなりません。代表的な研磨材を紹介します。
1. セラミックス・ガラス研磨材
セラミックス・ガラス研磨材にはアルミナ・炭化ケイ素系、ガラス系、ジルコン・ジルコニア系、その他セラミックス系の研磨材があります。
2. 樹脂・植物研磨材
樹脂・植物研磨材は硬さが低いため、加工対象にダメージを与えにくいのが特徴です。樹脂成形品のバリ取りや金型のクリーニング、塗装の剥離作業で使われます。
3. 金属研磨材
金属の研磨剤は比重が大きく硬度もあるため、強力な洗浄やショットピー二ングなどの表面強化ができます。研磨剤は鉄系、ステンレス系などです。
4. 特殊研磨材
特殊研磨材には二流化モリブデン、ドライアイス、重曹などがあります。二流化モリブデンは対象物の表面に付着することによって、固体潤滑の効果が得られるのが特徴です。
ドライアイスは、衝突で昇華し体積が750倍に膨張します。この膨張する際のエネルギーによって汚れやバリを除去します。重曹は安全性が高く水溶性であることから、食品工場で使われる研磨材です。