Происхождение воздействия песка

Неистовые ветры пустыни

Шлифующее воздействие, которое оказывает гонимый горячим ветром песок на твердые тела (скалы, строения), известно с древних времен. Исследование этого явления во многих случаях позволяло археологам установить приблизительную дату возведения памятника архитектуры. Вычурные, причудливо изогнутые формы некоторых горных массивов Сахары, в частности, Хоггара, вызвали интерес геологов, которые, в свою очередь, занялись изучением этого мощного фактора эрозии.

Когда Симун обрушивается бурей на пустыню, он поднимает песок и увлекает его за собой, а бесконечное повторение ударов этих маленьких песчинок о скалистые породы различной жесткости производит такие удивительные эффекты, что кажется, будто к созданию этих рельефов приложили руку сказочные великаны-скульпторы. Данное явление наблюдается во многих уголках нашей планеты, участники знаменитого автопробега Желтый переход были свидетелями его поразительных примеров. Мелкий, почти пылеобразный песок Loess целыми неделями остается в воздухе. Ветры уносят его порой за тысячи километров, постепенно углубляя долины и обтачивая попадающиеся на пути скалы, придавая им необычные причудливые формы.

Легенда, пришедшая с Запада

Лишь в конце 19-го века успехи, достигнутые в машиностроении, позволили людям использовать это природное явление. Согласно распространенному мнению, сама идея появилась в Южной Америке, где были созданы первые аппараты подачи абразивных материалов.

Легенда гласит, что гражданин Соединенных Штатов Америки, живший с западной стороны песчаной равнины, открытой суровым ветрам, был неприятно удивлен матирующим эффектом, произведенным ветром и песочной пылью на стеклах его фермы. Он решил защитить стекла решетчатыми ставнями, и рисунок этих ставень вскоре был точно воспроизведен на стеклах. Этот природный феномен лег в основу особого технического метода, в дальнейшем запатентованного и постоянно совершенствующегося.

Историческая справка

Патенты

Наблюдения за неожиданными эффектами, производимыми ветром пустыни, подтолкнули ТИЛЬГМАННА, химика из Филадельфии, изобретателя воздушного компрессора, попытаться воспроизвести их, с целью облегчить работу с камнем, стеклом и другими материалами.

В 1870 году он регистрирует первый патент, в котором дается следующее описание: "Струя песка, подаваемая на высокой скорости с помощью пара или потока воздуха, используется как инструмент для шлифовки камня и других материалов, а на более низкой скорости – для обработки и нанесения узоров на поверхности стекла".

В 1872 году, в дополнительном патенте, ТИЛЬГМАНН планирует использование пескоструйного аппарата для: "шлифовки, сверления, матирования, выправления, измельчения и обточки камня, металла, стекла, дерева и других твердых прочных поверхностей; для очистки и выравнивания поверхностей из литого или кованого металла и удаления окалины, накипи и других образований; для подготовки металлов к лужению или нанесению эмали, а также покрытию металлическими или другими субстанциями".

Развитие

Песок, подаваемый в то время с паром, при помощи метода засасывания, сходный с методом французского инженера ЖИФФАРА, быстро становится влажным, налипает на внутреннюю поверхность труб и закупоривает их. Результаты плачевны, происходит быстрое окисление изделий. Экономической выгоды не наблюдается, развитие идет медленно.

В 1878 году РИЧАРДСОН использует струю песка для нарезания резьбы на напильниках, подавая ее под углом 15°. Абразив все еще подается при помощи потока водяного пара, под давлением 4-5 килограмм.

В 1884 году МЭТЬЮСОН привносит в процесс некоторые изменения, цель которых – упразднить неудобства, связанные с использованием пара в качестве носителя. Метод несколько улучшен, однако продуктивность остается низкой.

В 1885 году ТИЛЬГМАНН изобретает воздушный компрессор, позволивший заменить пар сжатым сухим воздухом. Это дает развитию метода пескоструйной обработки, находившемуся в состоянии стагнации, новый толчок. Несмотря на это, продуктивность крайне низка, и это подталкивает исследователей обратиться к новым, более выгодным с экономической точки зрения методам.

В 1886 году ГУТМАНН, осознающий важность запатентованного ТИЛЬГМАННОМ изобретения, создает первую машину, названную "машина для пескоструйной обработки с всасыванием воздуха". Это самая старая машина из известных в Европе. Именно тогда появилась на свет собственно технология пескоструйной обработки.

В 1893 году ГУТМАНН получает свой первый патент на "пескоструйный аппарат со сжатым воздухом". Речь шла об аппарате, в котором песок подавался под давлением с помощью одной камеры. Подача песка сжатым воздухом упрощала процесс и продуктивность возросла. Это устройство, получившее название "пескоструйный аппарат со свободным выбросом" производится и используется и сегодня.

В 1895 году МЭТЬЮСОН изобретает "регулятор давления воздуха", а также смеситель воздуха/песка. Два этих важнейших элемента будут использоваться во всех установках вплоть до наших дней.

В 1905 году, для автоматизации работ, были разработаны двухкамерные пескоструйные аппараты. Они обеспечивают беспрерывную подачу песка и позволяют наполнять бак абразивом, не останавливая ни установку, ни процесс распыления.

С 1913 по 1915 год, с появлением металлических абразивов, было зарегистрировано множество патентов на "центробежные колеса", но без практической пользы.

В 1928 году ХОЛЛИНГСВОРТ получает патент на способ распыления центрифугированием, названный "турбина" и использующий остроугольную стальную дробь и шарики из термически обработанной стали.

В 1937 году ЭППЛЕР изобретает "влажный" способ, при котором движущей силой выступает воздух, но абразив подается в потоке воды. Такой способ позволяет использовать очень слабую гранулометрию и смягчить тепловой эффект, связанный с воздействием на обрабатываемую поверхность.

В 1939 году рост промышленного производства во время второй мировой войны привел к использованию мелких абразивов, таких как кварц, окись алюминия и карбид кремния. В дальнейшем, поиск более мягких способов обработки привел к появлению органических абразивов, таких как фруктовые косточки или толченая ореховая скорлупа.

Далее, с развитием аэрокосмической отрасли в различных операциях по обработке деликатных поверхностей стали применяться стеклянные шарики и пластмассовые абразивы. И, наконец, появились керамические шарики, плотности средней между стеклом и сталью.

© 2016 Компания Okraska. Порошковая покраска металлических изделий.