噴砂處理

**噴砂**，又名**噴丸**、**打砂**，針對素材表面進行的一種破壞性的加工方式，利用細小的研磨砂材顆粒對素材表面衝擊，讓表面產生像顆粒化般的凹陷使之形成霧面或侵蝕面，而達到除金銹、去毛刺、去氧化層、應力處理、摩擦系數調整、精密度調整、高附著力、美化、霧化、消光、提升素材表面的光潔度等效果。

## 歷史

噴砂的過程是由班傑明・蒂爾曼 (Benjamin Tilghman) 在十九世紀末開發的。他於 1870 年製造了一台機器以便從工件表面容易地剝離銹和油漆。

1893 年起工業界很快使用了這種不可或缺的技術以清潔大型工件表面。

Thomas Pangborn 在 1904 年升級了蒂爾曼的想法，創造了一種現在稱為噴砂機的機器。這種機器使用壓縮空氣結合了磨料（如沙），以清潔金屬表面以備進一步使用。這種機器使用顆粒磨料，與空氣壓縮機和用手握持的噴嘴結合，空氣和顆粒的組合從該空氣壓縮機和噴嘴釋放。

現代噴砂機不僅限於清潔工業型表面，而且可以還用於藝術目的。藝術家使用這些機器在表面上製造獨特的設計以用於美學目的。

噴砂在 1918 年，特別是在發現吸入顆粒可導致矽肺病這種危險的肺部疾病後，第一次使用了機器外殼。工人通過機器外殼上的屏幕觀察，以便保護工作空間，讓工人不會吸入任何危險的沙粒。
風扇的使用使得顆粒可以遠離工人的面部。但這個過程對於工人來說仍然是危險的，因此噴砂器採取所有預防措施是相當重要的。

1939 年後，隨著噴砂器的發展，磨料不再僅限於沙子，砂以外的材料也被用於清潔金屬表面。其他磨料有氧化鋁、碳化矽、石英、玻璃珠、粉末磨料、塑料磨料、銅渣、鋼砂、椰子殼、胡桃殼和水果石的顆粒等。

## 分類

一般來說，噴砂系統主要有封閉式和開放式兩種。大型物件噴砂採開放式，但空氣汙染嚴重。人員若需進入開放式噴砂系統須著全套防護衣，保護人員不受傷，也避免粉塵吸入。
根據砂材 (磨料) 回收方式的不同，噴砂系統又可以分為機械式和氣力式兩種。機械式噴砂系統砂材回收由水平輸送裝置和提升裝置完成；氣力式噴砂系統砂材回收則主要依靠氣流輸送。
實踐中應用較多的主要是氣力輸送式噴砂房。氣力輸送式噴砂房主要有六個裝置，分別是房體、噴砂設備、砂材回收裝置、通風除塵裝置、砂材 (磨料) 分選裝置和電控裝置。也可以把砂材 (磨料) 回收和通風除塵合併來簡化結構。

### 乾式噴砂

乾式噴砂是利用真空管以壓縮空氣為動力來加速研磨材料噴射或利用提升機搬動在以高速轉盤利用離心力將砂材甩到工件上，進而對加工物進行表面處理的方法。最適於不適合水的工作物的表面加工。
按照砂材 (磨料) 射出方式分為離心式和氣噴式。離心式利用葉輪轉動葉片，將砂材往離心方向甩出；氣噴式利用氣體壓力直接將砂材 (磨料) 射出。

### 濕式噴砂

所謂濕式噴砂是將研磨材與水的混合體以泵浦來搬送，利用高壓空氣的力量噴砂工作物來行表面加工的方法。
特長：

1. 因使用水的原因，不會有微粉沬飛散等環境污染問題。

2. 不傷加工物而能除去毛邊 (表面凸出物) 及表面附著物的除去及洗淨。

3. 表面均一的梨地面 (斑點花樣) 加工，特別是在面粗度的要求加工上發揮威力。

4. 給加工面僅小的噴擊效果，能改善、強化材質。

5. 以噴射出的水將除去後的異質物，清洗、流出。

## 工作過程

### 預處理

工件在噴砂前應進行表面清理。常用的方法有：電動打磨、溶劑清理、酸洗等

### 遮蔽不需噴砂的部位

使用橡膠或是 PVC 作為基材的自黏膠膜作為遮蔽材料，通常厚度為 1.0~0.3mm 之間。若是墓碑或是藝術類別，則還需要另外使用切字機、雷射切割機、光雕或是手動切字切出造型後，移除打算噴砂的部位後搭配轉貼膠膜固定相對位置，貼附於被噴砂物上後再移除轉貼膠膜。

### 開始噴砂

砂材經由機器射出撞擊表面，用以達到所需之目的

### 砂材 (磨料) 回收再利用

首先風機把砂材 (磨料)、粉塵、氣流都吸到過濾器中。含粉塵氣體過濾中，粉塵附在過濾器外壁，乾淨氣體則排出廠房外，還有部分回到噴砂房內。砂材 (磨料) 等會分到分選器，改變氣流通道截面，調節分離比例。
主要分離過程為：砂材 (磨料) 和粉塵一同通過通道時，由於砂材較重，粉塵和氣體會向上通過錐體之間的縫隙出來。砂材則掉進下面對額振動篩。然後振動篩再把磨料的粗的顆粒分開。這樣循環分離出的乾淨砂材 (磨料) 將通過指定的篩孔進入噴砂罐。粉塵和氣體再如上經過過濾器即可分離。

## 可運用於

1. 航太及國防工事工業

2. 電子產業

3. 汽機腳 (車) 製造工業

4. 壓鑄、鍛造、射出、五金零件.. 等加工製造業

5. 電氣用品、傢具、家用品製造業

6. 化學品、玻璃、塑膠、染整業、橡膠 & 及食品工業

7. 藝品、飾品、貴金屬、木材、石材加工業

8. 醫療事業

## 加工範圍

金屬類：金、銀、銅、鐵、不鏽鋼、鋁、鎂、鈦 。

非金屬類：壓克力、波麗、玻璃、陶瓷、大理石及其他石材等。

其他材質：木材、竹器、植物果實、牛仔褲等。

## 噴砂的應用

### 表面清除加工：

金屬的氧化層或熱處理後的黑皮、表面細孔、金屬或非金屬之表面污鏽清除、陶瓷表面黑點及著色去除或彩繪再生、橡膠模及重力壓鑄模之氧化物、殘渣或離形劑之去除。

### 表面美 / 強化加工：

各種金屬製品 (如：黃金，K 金飾品，貴金屬製品) 之裝飾加工及電鍍品之消光及柔光霧面處理，以及非金屬製品 (如：壓克力、波麗、玻璃、水晶玻璃) 之表面霧化處理 / 粗化處理以及能使加工物表面成金屬光澤。讓表面有 "咬花" 面的感覺與因表面粗糙經光線折射所產生不規則之反射晶亮.。表面硬度增強達到不易刮傷耐磨。

### 毛邊 (頭) 去除加工：

鋅鋁壓鑄品、塑膠、電木製品、電子零件，磁芯等毛邊 (頭) 去除之表面修整處理。

### 前處理加工：

粉體塗裝、電鍍、噴漆、鐵氟龍 (TEFLON)、PU、橡塑膠被覆、金屬噴桿、鍍鈦、散熱片等之前處理增加表面之附著力。

### 刻蝕加工：

貴金屬蝕品、寶石、玉石、水晶、瑪瑙、半寶石、雅石、古董、印章、石材、大理石墓碑、竹片、玻璃、陶瓷、木材等之表面修刻蝕處理。

### 工件應力消除加工：

航太工業、精密工業之零件清潔及應力消除，或國防武器之整修及消光除銹除漆處理等之應力消除加工處理。

### 電子零件加工：

矽晶片擴散後表面雜質的去除作業。矽晶片噴砂切割成小圓晶粒的刻蝕加工作業。電子零件封裝業溢膠毛邊的噴除。電子零件成品表面 印字的去除。陶瓷電熱材質之清潔。

### 模具加工：

模具表面的梨地加工 (噴砂)、模具咬花及霧面處理、增加模具被覆 PU 之附著力、線切割模，玻璃模，輪胎模，電木模，電鍍模，按鍵模，塑膠製品模、鞋模、導電橡膠模、輪胎模及電子產品模具的清潔及霧面處理。

### 大工作物之加工：

大型工件如油槽，化學槽，船殼，鋼構，鐵皮屋，貨櫃，汽車工業等之除銹，除漆，維修處理。

### 醫學科學：

醫療療程運用如牙齒噴砂美白、磨皮去角質化

## 噴砂砂材總類【研磨材料】

金鋼砂，碳化矽，氧化鋁，玻璃珠，不銹鋼珠，銅珠，鋁珠，陶瓷珠，鋼珠，鋼礫，樹脂砂， 塑膠砂，核桃粒，鋯砂等。

 

## 噴砂實體運用舉例

1. 精品皮件、首飾、手錶業 ： 
金屬之電鍍前處理皮革表面消光、柔光、霧面處理、質感。

2. 高級眼鏡 ： 
金屬鏡架應力消除防變形、電鍍前處理、膠質鏡架、摩擦係數、調整防止滑落、增加美觀。

3. 高級燈飾 ： 
防止氧化、玻璃柔光、霧化、雕刻。

4. 高級廚具 ： 
不銹鋼處理、烤前處理、增加使用年限、抗蝕性，歐美爐架法爐具前處理、防銹抗氧化、金屬應力處理、而熱抗變形。

5. 高級運動器材零組件：
消除零件車架應力、防止變形、烤漆電鍍前處理，增加使用年限。

6. 高級牛仔衣褲 ： 
布面噴白，形成自然風格。

7. 高級家電製品 ： 
電子零件封裝作業、溶膠毛邊處理、主機外殼表面霧化、噴砂石刻。

8. 高級車零組件 ： 
透過噴砂增加金屬耐磨性、抗蝕性。

9. 玻璃製品 ： 
晶瑩剔透的玻璃世界來自噴砂的巧奪天工。

10. 珠寶 ： 
愛不釋手的珠寶，來自噴砂自然的洗鍊。

11. 藝術精品 ： 
獨特的噴砂技術～創造出完美的產品。

12. 陶磁製品 ： 
千古以來陶器與磁器的交戰─竟在噴砂的世界中得到妥協─而在人們心中成為最愛。

13. 不銹鋼、玻璃雕刻 ： 
品味質感，透過噴砂的洗禮益見珍藏。

14. 高級傢俱 ： 
恬適的家居生活─來自噴砂的精雕細琢。

15. 衛浴設備 ： 
金屬部份電鍍前處理，增加抗蝕性、增加美觀質感，磁磚部份，增加防滑、抗爆性、鏡面霧化、玻璃圖案雕刻。

16. 鋼鐵梁柱 ： 
鋼鐵工作表面之鑄砂，鏽皮或氧化膜脫落。防蝕塗裝工程在鋼構中也是很重要的一環，為熱鍍鋅與油漆防蝕處理之前處理。

## 參考文獻

* https://www.celadon.com.tw/en/faq/How-Does-Sandblasting-Work/Celadon-Tech-faq-008.html