Sabbiatrici industriali

La sabbiatrice è un macchinario che, per mezzo dell’alimentazione ad aria compressa, lancia contro le superfici da pulire un getto di materiale abrasivo (composto da graniglia metallica oppure sabbia silicea) per poterli lucidare oppure per togliere il materiale in superficie, il tutto agendo con grande rapidità. Questa operazione è chiamata sabbiatura (come vedremo più avanti).

Sabbiatrice

Viene anche impiegata per restaurare edifici, pulendo travi in legno oppure oggetti con materiale di marmo o in pietra. Queste macchine vengono, quindi, impiegate per lavorare le superfici in metallo oppure per opacizzare superfici lucide come, ad esempio, il vetro. Scopiamo cosa fanno e a cosa servono le sabbiatrici industriali.

La sabbiatrice è una macchina industriale mediante la quale è possibile conferire alla sabbia usata, durante la sabbiatura, l’energia cinetica necessaria per compiere l’azione abrasiva di pulitura dei pezzi di fusione. La macchina è essenzialmente costituita da una tramoggia per il carico della sabbia, da una camera di miscela in cui avviene il contatto tra la sabbia e l’aria compressa e da un condotto, generalmente flessibile, terminante con un ugello attraverso il quale fuoriesce la sabbia a forte velocità.

Tecnicamente le sabbiatrici sono composte da una camera a tenuta nella quale viene inviata aria compressa, e dalla quale, mediante un tubo d’uscita viene espulsa la sabbia, indirizzata sui pezzi da trattare. Se i pezzi hanno dimensioni notevoli, il getto viene diretto a mano da operai che lavorano, protetti da opportune tute, dentro la cosiddetta “camera di sabbiatura”.

 

Camera di sabbiatura

Naturalmente questa, in relazione alle lavorazioni che vi si devono compiere, ha dimensioni rilevanti e proporzionali. Per agevolare il lavoro degli addetti, sia nelle piccole che nelle grandi camere di sabbiatura, i pezzi sono posti su tavole rotanti, in modo da offrire le loro varie facce al trattamento senza fatica. In casi particolari il trattamento è fatto, invece che con granelli di sabbiatura, con graniglia metallica (chiamata “sabbiatrice d’acciaio”). Nel caso di piccole lavorazioni si impiegno invece macchine automatiche che non necessitano dell’operatore a dirigere il getto.

Le parti che compongono questa macchina sono:

  • serbatoio che contiene abrasivo
  • tubo di trasporto dell’abrasivo
  • ugello di sabbiatura

Il serbatoio ha forma di cilindro nella parte superiore e di a cono nella parte inferiore; all’interno viene depositata, o spinta, la sabbia che sarà poi miscelata al getto d’aria compressa ed espulsa. Il funzionamento avviene nel seguente modo: l’abrasivo (sabbia) viene immesso nel serbatoio; una valvola di regolazione permette la sua miscelazione con l’aria compressa. Questa valvola serve a dosare la quantità di sabbia in modo equo e adatto alla lavorazione e al materiale da lavorare. La miscela composta da abrasivo e aria viene quindi spinta dalla pressione e indirizzata nel “tubo per abrasivo”. Dopo essere uscita dall’ugello di sabbiatura subisce un’accelerazione e questo permette alla miscela di arrivare a raggiungere la superficie da lavorare con una velocità elevata e una notevole energia cinetica.

Tipi di sabbiatrici industriali

A seconda del sistema con il quale avviene la miscelazione dell’aria con la sabbia, e la conseguente cessione di energia cinetica, si hanno quattro tipologie di questa macchina:

  • a compressione
    prende questo nome poiché si basa su un getto di aria compressa che agisce in maniera diretta sulla sabbia, comprimendola e spingendola verso l’ugello
  • a gravità
    il nome deriva dal fatto che la sabbia cade “per gravità” nel tubo dove passa l’aria compressa ad alta pressione
  • ad aspirazione
    in cui la sabbia viene aspirata grazie ad opportuna depressione creata dall’aria stessa; questo sistema è stato tuttavia quasi del tutto abbandonato per la grande quantità di aria necessaria all’aspirazione e l’eccessivo consumo del condotto
  • a forza centrifuga
    usata negli impianti più recenti, in cui la sabbia acquista velocità grazie all’energia cinetica impressale da un apposito rotore.

Procedimento di sabbiatura

La sabbiatura è un’operazione eseguita sui pezzi di fusione allo scopo di asportare le particelle di sabbia vetrificata e le irregolarità metalliche sporgenti. E’, in sostanza, un’operazione di pulizia e di finitura superficiale dei getti metallici provenienti dalle forme di fusione, attuata inviando su questi un getto di granellini di sabbia che esercitano un’intensa azione abrasiva. La miscela abrasiva viene emessa da una apposita macchina detta, appunto, sabbiatrice (come si è visto poc’anzi). La sabbia, dovendo agire per scalfittura e per penetrazione, deve essere di grana abbastanza fine, a spigoli vivi, quasi interamente quarzosa. La pressione dell’aria che imprime alla sabbia la velocità necessaria all’abrasione varia a seconda delle dimensioni del pezzo e del materiale di cui questo è costituito: i valori di tale pressione sono, in kg/cmq., da 2,5 a 3,5 per l’ottone, l’alluminio e il bronzo, da 3 a 4 per la ghisa e da 4 a 5 per l’acciaio.

Dopo la sabbiatura le superfici di acciaio e di ghisa assumono un aspetto argenteo, quelle di bronzo e di ottone un aspetto opaco. L’urto delle particelle di sabbia contro il pezzo determina la rottura e lo sbriciolamento di dette particelle e provoca una polvere finissima gravemente nociva per l’uomo. Onde eliminare gli effetti di rischio derivanti da tale polvere, la sabbiatura viene sempre compiuta in camere a tenuta, con pavimento a griglia, provviste di opportuni apparecchi di aspirazione che asportino in breve tempo le particelle in sospensione nell’aria: inoltre, l’operaio addetto alla sabbiatura, deve sempre essere protetto da un apposito casco con respiratore e da guanti, e talvolta addirittura da un intero scafandro.

La sabbiatura può anche essere ottenuta (evitando così la formazione della micidiale polvere) usando particolari sferette di acciaio duro o ghisa bianca che prendono il nome di “graniglia metallica” o “sabbia d’acciaio”. Queste sferette sono ottenute facendo cadere da una determinata altezza getti di metallo liquido sopra getti di acqua fredda e hanno diametri variabili da 0,05 a 3 mm. Altri tipi di graniglia metallica sono: la “graniglia metallica angolare”, ottenuta per frantumazione della precedente, e la graniglia detta “cut-wire”, formata da un filo sottile di acciaio da molle tagliato in minuscoli granuli. Il procedimento serve anche per la lavorazione superficiale di elementi non metallici; in particolare getti di sabbia vengono utilizzati per la pulitura delle facciate di edifici realizzando una notevole economia di tempo rispetto agli altri sistemi. In sostanza questa è un’operazione che permette di rifinire superfici composte da metallo o altro, per mezzo delle macchine sabbiatrici.

Ci sono diversi casi di utilizzo di questo procedimento, vediamo i principali:

Viene impiegata in particolare per asportare i residui di terra oppure le superfici che risultano irregolari. Inoltre, viene anche utilizzata sui pezzi come lamiere per poter asportare lo strato di superficie ossidato.

Un altro caso in cui si effettua è quando si pulisce un oggetto in metallo che deve essere sottoposto, ad esempio, a verniciatura.

Viene impiegata su materiali quali acciaio, ghisa, ceramiche, pietre, marmi, metallo. Può essere utilizzata per un impiego meccanico oppure edilizio.

Oltre che nelle apposite camere, la sabbiatura può essere effettuata in luoghi aperti o in vasche di piccole dimensioni, chiuse nella parte superiore da una lastra di materiale trasparente, nelle quali il sabbiatore utilizza dei guanti per immettere le braccia nella vasca. La sabbiatura eseguita in vasca si applica su materiali di dimensioni minori.

Vasca per sabbiatura

Elementi della macchina

Il getto di sabbia e aria si origina da tre importanti elementi:

  • compressore
  • sabbiatrice
  • ugello (oppure la pistola)

Il compressore è una macchina che serve a comprimere l’aria in un serbatoio attraverso cui viene prodotta il getto d’aria, per mezzo di una valvola di sfogo che si apre. Si compone di un motore (il quale può essere elettrico oppure a combustione interna), da un compressore (che può essere a vite oppure a pistoni) e da un serbatoio. Nel caso della sabbiatura occorre avere un’alta portata ma non è fondamentale esercitare una pressione elevata. La sabbiatrice, come si è visto prima, consente di miscelare la sabbia nel getto d’aria che esce dal compressore e gli elementi fondamentali sono: il serbatoio, la bocca di miscelazione e il circuito di comando. Infine, si ha l’ugello oppure la pistola. Questi compongono la parte finale del tubo e che, permettono a colui che effettua la sabbiatura, di indicare il getto sulle parti da ripulire, così come svolgere l’operazione di avvio oppure arresto della fuoriuscita del getto dalla sabbiatrice.

Si possono distinguere tre classi di lavorazione chiamate Sa2, Sa 21/2 e Sa3.

Nella classe Sa2 (chiamata anche spolverata) la superficie risulta senza residui e si presenta di colore scuro non uniforme.

Nella classe Sa21/2 (chiamata anche commerciale) la superficie appare pulita e presenta un colore uniforme.

Nella classe Sa3 (chiamata anche incisione) la superficie risulta sempre pulita e presenta diverse incisioni di colore uniforme, mentre appaiono lucide in diverse materiali come, ad esempio, il ferro.

Caratteristiche della lavorazione

Occorre tenere presente che l’operazione di sabbiatura non è una cosa semplice, anzi piuttosto pericolosa in quanto il getto di aria e di sabbia può “colpire” alcune parti del corpo; se giunge a tinvestire direttamente la pelle può causare in questo modo infezioni, dolori e ferite anche abbastanza gravi.

Per poter effettuare l’operazione di sabbiatura senza rischi, l’addetto deve tenere conto di alcune norme di sicurezza. In particolare, deve indossare la tuta di protezione, scarpe contro gli infortuni (in questo modo vengono protetti i piedi nel caso in cui cadono dei materiali durante il lavoro), i guanti di pelle, un corpetto in plastica che funge da protezione, uno scafandro-visiera trasparente che consente protezione e ottima visibilità, e servirsi infine di un condotto di rifornimento di aria pura per la respirazione.

La sabbiatura è un’operazione abbastanza veloce in quanto permette una speditezza di lavoro piuttosto elevata. La velocità di lavoro dipende principalmente dalla durezza e dallo spessore dello strato che occorre rimuovere. Questi elementi possono far sì che l’operazione di sabbiatura risulti abbastanza lenta. Per ottenere, quindi, un aumento della produzione il sabbiatore deve prendere in considerazione alcuni fattori. Innanzitutto, deve tenere conto della dimensione dell’ugello: un ugello grande è preferibile quando il materiale da preservare risulta tenero, mentre un ugello piccolo si preferisce utilizzarlo su materiali piuttosto duri oppure quando bisogna effettuare l’operazione di sabbiatura su pezzi di materiali dove gli spessori sono abbastanza elevati.

Un altro elemento da tenere in considerazione è il tipo di graniglia, dove è consigliabile utilizzare sabbia silicea, ma è anche utilizzata polvere di quarzite, bicarbonato di sodio, corindone oppure carburo di silicio. Infine, da tenere in considerazione anche la dimensione della graniglia. Diciamo che solitamente una normale dimensione della sabbia per effettuare l’operazione di sabbiatura oscilla tra la 0/1 e la 0/3. In questo caso, i granelli di sabbia hanno una dimensione che corrisponde a 1 mm e 0.250 mm. Nello stesso tempo in cui si ha un aumento delle dimensioni del granello si ha anche un aumento della forza di impatto tra l’impatto stesso e l’oggetto che è sabbiato.

Link a siti web dedicati

Wikipedia

http://it.wikipedia.org/wiki/Sabbiatrice

Il sito fornisce informazioni sull’uso e sul funzionamento della sabbiatrice

Sabbiatrici.org

http://www.sabbiatrici.org/sabbiatrici.html

Un sito tutto dedicato a queste macchine

Sabbiatura su Wikipedia

http://it.wikipedia.org/wiki/Sabbiatura

Il sito fornisce informazioni sulle tecniche impiegate per la sabbiatura



Una risposta

  1. Andrea Martini

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