工业百洁布针对18种研磨常见问题的解决方案

工业百洁布针对18种研磨常见问题的解决方案

3M 中国研发中心

高级技术服务工程师唐坚华

本文将针对生产中研磨领域所常见的问题，结合工业百洁布的特点，提出解决方案；并对其用途和使用方法作简单介绍，希望对于经常接触百洁布的朋友有所启发。

进入新世纪，为了满足竞争的需要，人们对工业产品不断提出高要求，工件的形状更复杂、表面处理质量更高，同时希望大大降低操作成本、提高效率，最好还要能简化步骤、保持质量稳定，这些都促使加工过程及所用加工工具（产品）不断更新、不断升级。特别是在和手工操作相关的打磨领域，受到传统研磨产品特性的制约，且极易受操作习惯影响，诸如无法快速清洁氧化层同时抛光表面、难以高效去除顽胶而不过早堵塞砂面、去除毛刺而不过度磨削…等。通常用户会选择使用近年来颇为流行的不织布产品，或约定俗成称为“尼龙”产品，而工业百洁布是众多不织布产品中用途最广、最具多样性的产品，至今已应用在各种金属加工、木材加工、汽车工业中。依据工艺的要求，合理选择百洁布，可以很好的解决上述令人头疼的问题。

百洁布的强大功能来自于其特殊的产品结构。由于矿砂含量、种类以及纤维特质的不同，百洁布之间的差别是很大的。所以，如何按照实际工况正确选择百洁布，特别是使之物尽其用，这是一个需要深刻了解其使用特点并最大程度发挥想象力的过程。

百洁布是砂纸的后续产品。随着砂纸的使用频率越来越高，很多人开始发现，寿命短、砂面容易堵塞成为涂附类砂纸继续发展的瓶颈。为了改善这个问题，3M公司自上世纪初即开始研发以纤维结构代替传统背基的Scotch BriteTM 系列产品，终于在40年代开发出全新的工业百洁布。至今已经形成了数十个大类的一整套产品。

了解百洁布的使用，必须要了解其不织布的结构特性。

百洁布的微观结构模拟图 Fig. 1

这种弹性的三维网状结构，具有允许空气自由流动的空间。在研磨时，可以容纳打磨产生的粉尘。适当的弹性可以很好的贴合工件表面，均匀着力，不会出现过度磨削现象。就好像许许多多纤维弹簧经过工件表面。

3M的百洁布家族（部分）Fig. 2

所有百洁布都是可以干湿两用。水磨能更好的避免粉尘划伤工件。

工业研磨大致上可以分为纯手工操作和利用机械打磨。按照其应用目的和场合的不同，研磨产品采取多种转接形式。

一纯手工打磨：

问题1、漆面砂光（拉毛）不均匀：上后道漆之前，需要增加原表面的粗糙度，同时清洁喷涂不良的漆层或老化层。目的是增加后道漆的附着力，提高表面一致性。拉毛往往是涂装过程中必不可少的辅助工艺。选择定粒度的涂附类砂纸，往往会出现部分区域因受力较大而磨削量大的研磨不均现象。由于漆面及木材硬度不同，涂装工艺质量不同，以及后道漆的质地等，这种不均匀的现象会在最后成品表面形成色泽、颜色深浅不一致的质量问题。百洁布的弹性结构，把压力均匀散布到打磨区域，可以很好的解决这个问题。通常使用FIN或MED 粒度。还有其他相似用途如基材砂光，也是百洁布的最具代表性的使用方法之一。

方案点评：操作者也可以按照使用习惯或工件形状，裁剪、撕扯百洁布成任意形状。特别适合有局部不平的工件，无论是门板还是装饰条等，

2、清洁不彻底：主要针对金属自然氧化层和部分加工过程所产生的自然氧化区域、油迹、腐蚀、标记等，这些都是在MRO（维护、维修和运行）常见的辅助工序。最典型是用钢丝球去掉用油漆或是记号笔标注的标记，这往往会刮伤手和工件。用普通砂纸，又往往寿命较短—氧化物非常容易堵塞砂面。又比如铝合金或铜合金的氧化层形成后，金属光泽度下降约30~50%，使用中粒度的百洁布（如7447C等），可以迅速还原金属本体色泽；使用FIN粒度百洁布，即可达到清除目的，同时防止堵塞砂面和避免伤害事故。迅速恢复金属光泽而不损伤表面，是其最重要的特色。

方案点评：快速去氧化而不伤工件

3、管口打磨不够光滑、线纹难以做到清晰、一致：家具支撑件、结构件或其他装饰件，管口处有点焊、切割、粗磨的痕迹，甚至划伤，普通打磨产品无法使光洁度和线纹与主体保持一致。通常的补救方法是，打磨完管口后再用抛光产品作整体处理，费时费力。使用中粒度百洁布，如图示方法操作，砂面压力较为均匀地分布到管件表面。研磨压力越大，线纹越清晰。但不建议用力过大，防止产生难以覆盖的划痕。要求较高的工件，还需用VFN或SFN 粒度百洁布做抛光修饰。

方案点评：相对单手操作，着力更均匀，也容易保证表面质量

4、去除残胶效率和效果不佳：残胶去除一直是比较令人头疼的问题。然而胶粘却是普遍使用的中间工艺。如建筑用铝塑板（塑钢）在生产阶段，为保护表面，采用覆膜。当开始大规模安装时，经常发生覆膜无法完全撕去，或是有顽固残胶块留于表面，影响美观；又如PCB的封装阶段，导线涂胶连接完毕，也需要清除导线架上的残胶。普通砂纸因砂粒间隙较小，除胶时，胶体分子容易粘连砂面而造成砂面堵塞；特别顽固的地方，若经多次打磨，

极易伤到其他干净的区域。若使用百洁布，其开放式纤维结构更不易堵塞，同时无过度磨削能很好的避免上述问题。

方案点评：相对采用特殊的去残胶喷剂，百洁布方案性价比更高，且不易造成环境污染

5、去除毛刺不净或破环工件：铸造或机加工后，工件表面特别是凹槽或孔边往往存在一些细小毛刺。这些毛刺高度大概会在2~3mm以内，根部较为脆弱。传统方法使用尖锉或刮刀，稍稍操作不慎，就会划伤工件。在装配或使用阶段，这道工艺的目的在于只需去毛刺，而不破坏具体尺寸和已处理表面。使用时锉刀等硬质工具，或涂附产品，往往容易“磨过头”，造成工件损毁甚至报废。选用FIN或VFN粒度的百洁布能避免引起对工件不必要的损伤，同时又避免产生烦人的二次毛刺。

方案点评：利用不织布结构的伸缩性，快速安全去除加工毛刺

6、线纹处理不均匀，不规则部件处理困难：线纹处理或可称为拉丝，是水暖和橱柜行业多见的工艺要求。特别是现在的卫浴产品，非常流行拉丝表面，如水龙头旋转开关。涂附砂带是常见的研磨产品。但对于球形水斗、管件，以及含有曲面、异型面工件的拉丝，则力不从心，无法达到一致性线纹的效果。对于既有平面又有弯曲部分的工件，如矩形水斗，有用手持式拉丝轮，但易受曲率限制。部分受使用百洁布配以手托，可以改善大面积拉丝时磨削压力不均所导致的线纹粗细、长短及方向不一。这在金属橱柜面板装饰中应用广泛。百洁布所使用磨料的类型以及纤维的粗细，是决定线纹特性的因素。当然，托盘的软硬程度和外形（考虑到便于施力），这里建议可以根据自己的实际情况，针对工件表面形状和使用习惯，设计符合本厂工艺需求的手托。这也将会大大降低劳动强度。

方案点评：使用合适的手托能帮助提高产品质量，省时省力

7、细部清理困难，部分区域难以触及：在木工和金属装饰件应用较多。砂光或调和的同时，磨光表面毛刺、清理残漆、残土等。这些部位如图中所示木支柱装饰节，以及家具雕花等，都不适合或更本无法采用打磨器械。在百洁布出现之前，有使用者用特制的尖棒配合砂纸条打磨，甚至不打磨。采用特制硬质（常见为木质）工具配砂纸，砂面易磨钝，且需要按照工件的不同尺寸做工具，费时费力。同时，随着家具市场越来越专业化，最终用户的眼光也越来越挑剔，这种情况极大限制了家具生产企业的发展。百洁布如7521C或7522C等细粒度产品，带有矿砂的纤维能含方便的进入极窄小区域。粗粒度的百洁布可以不用辅助工具直接清洁较为粗糙的凹槽部分，且不留深痕。

方案点评：多道工艺合并为一，磨削力度容易控制。

8、手工修整，研磨产品的适应能力不够强，研磨质量不够稳定：对于零部件加工来说，若按照处理目的不同，修整大致可分为粗修和精修。粗修打造局部轮廓，如去除突起、尖锐的毛刺、粗焊道等；而精修关注缺陷修复、调和或喷涂预处理等。实际生产中，尤其是大规模手工精修质量经常不稳定，这主要是因为操作者水平、状态参差不起，但检验标准却是唯一确定的。加上有些涂附研磨产品带有“混砂”，砂粒尺寸范围较大，也会加重研磨的不稳定性。百洁布可以均衡手工操作的不稳定性和表面质量的不确定性，最大程度提升手工修整的可靠性。如7440等粗粒度百洁布适合修整出模后的铸件，像电气连接盒粗胚等，而75221C、猎人、7445等较细粒度百洁布可以用于车门基板、家具隔板等的表面精修。

方案点评：按照工艺要求选择合适的粒度