Șmirghelul sau hârtia abrazivă. Istoria hârtiei abrazive. Din ce este făcută hârtia abrazivă? Definiție, clasificare, granulație
Istoria hârtiei abrazive
Hârtia abrazivă a fost folosită din cele mai vechi timpuri ca material abraziv. A fost făcut mai întâi din nisip și apoi mai târziu din pastă de lemn. Primul caz înregistrat de șmirghel a fost în China în secolul al XIII-lea, când cojile zdrobite, semințele și nisipul au fost conectate la pergament folosind cauciuc natural. Pielea de rechin (solzi placoide) este, de asemenea, folosită ca solzi abrazivi și grosieri de fosile vii, în același scop de către nativii comorieni. Planta de coada-calului fiartă și uscată este folosită în Japonia ca material tradițional de lustruit, mai fină decât hârtia cu nisip. Hârtia de sticlă a fost realizată la Londra în 1833 de John Oakey, a cărei companie a dezvoltat noi tehnici și procese de adeziv pentru producția în masă. Hârtia abrazivă conține particule ascuțite și taie bine, în timp ce boabele de nisip sunt netezite și nu acționează ca abraziv. Șmirghelul ieftin a fost adesea trecut ca hârtie de sticlă; Stalker și Parker au avertizat în acest sens în Tratatul despre Japonia și Pictura publicat în 1688. În 1921, 3M a inventat hârtie abrazivă cu pietriș din carbură de siliciu și un adeziv impermeabil și un tampon cunoscut sub numele de umed și uscat. Acest lucru a permis utilizarea apei pentru a servi ca lubrifiant pentru a îndepărta particulele care altfel ar înfunda pulpa. Prima sa aplicație a fost pentru rafinarea vopselelor auto.
Definiție
Șmirghel – hârtie abrazivă sau glaspapir este un produs realizat din 3 componente, prin depunerea uniformă a unui strat de particule abrazive cu dimensiunea precis controlată pe un substrat acoperit în prealabil cu un liant ce are rolul de fixare al particulelor respective.
Hârtia abrazivă este adesea folosită pentru curățarea, lustruirea și netezirea suprafețelor. Vine în diferite grade de granulație, în funcție de cât de dur sau neted va fi materialul abraziv-smirghelul. Hârtia abrazivă este fabricată fie din materiale naturale, fie din materiale sintetice. Hârtiile șmirghel naturale sunt fabricate din cuarț zdrobit, în timp ce cele sintetice sunt fabricate din polimeri.
Granulația șmirghelului
Standardul ISO 6344-1:1998 defineşte granulaţiile (dimensiunea particulelor abrazive) utilizate la fabricarea smirghelului. Pe baza acestui standard s-au creat două scări de clasificare a materialelor abrazive (nu neapărat a hârtiei abrazive) utilizate în SUA şi în Europa.
Astfel, în SUA este utilizată scala CAMI (Coatet Abrazive Manufacturer Institute) iar în Europa este folosită scara FEPA (Federation of European Producers of Abrazives).
Scara FEPA utilizată în Europa are un sistem mult mai strict de stabilire a granulaţiei particulelor. Selectarea particulelor abrazive funcţie de dimensiune se face cu ajutorul unor site care lasă să trecă doar anumite diametre (într-o plajă de valori). Un control mai precis al dimetrului permite o finisare mult mai uniformă.
Codul format din litera P urmată de mai multe cifre înscris pe spatele unei foi de hârtie abrazivă reprezintă granulaţia acesteia conform scării FEPA. Scara CAMI este oarecum similară scării FEPA cu excepţia faptului că, granulaţiile sunt definite într-o plajă mai largă iar litera P nu apare în codificarea granulaţiei. Astfel :
• P1000 reprezintă pe scara FEPA o granulaţie cuprinsă între 18,3 ± 1 microni (μm);
• 500 reprezintă pe scara CAMI o granulaţie cuprinsă între 16 şi 19,7 microni;
FEPA, Federatia Europeana a Producatorilor de Abrazivi, se implica activ in redactarea si implementarea standardelor europene si internationale pentru industria abrazivilor
Mai jos sunt prezentate granulaţiile materialelor abrazive conform standardului FEPA.
De la nisip fin la nisip grosier, iată ce ar trebui să utilizați.
Hârtia abrazivă este utilizată în multe aplicații diferite, de la prelucrarea lemnului la prelucrarea metalelor până la lustruirea sticlei. Vine în diferite granulații, în funcție de cât de fine sau de grosiere sunt granulele abrazive. Dacă lucrați cu metale, va trebui să utilizați un tip special de șmirghel numit șmirghel pentru prelucrarea metalelor. Acest tip de hârtie are particule foarte mici care vor ajuta la îndepărtarea ruginii și a altor contaminanți de pe suprafețele metalice.
TIPURI DE ABRAZIVI
Oxid de Aluminiu: Se adaptează foarte bine operației de rectificare a materialelor rezistente la rupere cum este otelul carbon, aliajul din oțel, bronzul dur si lemnul tare. Daca rezistența (abilitatea de a rezista ruperii) este cea mai importanta caracteristică, atunci oxidul de aluminiu surclasează toate celelalte granule abrazive.
Carbura de Siliciu: Cea mai ascuțită si mai rezistentă dintre toate mineralele folosite în abrazivii pe suport. Aceste caracteristici îl fac abrazivul ideal pentru rectificarea metalelor neferoase (aluminiu, alama, bronz, magneziu, titan etc.), cauciuc, sticlă, plastic, lemn fibros, email si alte materiale relativ moi. Carbura de siliciu este superioară oricărui alt abraziv datorită abilității sale de a penetra și a tăia mai repede la presiune ușoară.
Zirconiu si Alumina: Are o caracteristică unică de autoascuțire și astfel îi crește durata de viață la operațiile de îndepărtare a materialului grosier. Acești abrazivi sunt foarte potriviți pentru șlefuirea dificilă a metalelor și rindeluirea lemnului, deoarece ruperea controlată a granulei produce în continuare puncte noi ascuțite de șlefuire.
Oxid de Aluminiu Ceramic: un abraziv rezistent, dens și durabil datorită microstructurii sale. Particulele extrem de mici se desfac în timpul utilizării, producând multiple alte vârfuri ascuțite. Deoarece oxidul de aluminiu ceramic rămâne ascuțit, în special în operații la presiune medie si ridicată, acesta taie la o rata mai mare decât a celorlalți abrazivi.
TIPURI DE SUPORT
Fie ca este din hârtie, pânză, fibră vulcan sau poliester, suportul trebuie sa fie destul de fin pentru ca stratul adeziv să fie uniform, destul de puternic pentru a rezista presiunii în timpul șlefuirii și destul de flexibil pentru a se contura perfect.
Hârtia: Cu cât este mai ușoară cu atât este mai mare gradul de flexibilitate; iar daca este mai grea ,rezistența la rupere este mai mare.
Pânză: Suporturile de panză sunt mai rezistente decât hârtia, oferind o rezistență mai mare la rupere, de asemenea rezista la îndoire și întindere continuă în timpul utilizării.
Fibra: Suporturile de fibră au mai multe straturi de hârtie impregnată ceea ce le face mai dure și mai rezistente. Aceste suporturi sunt folosite la discurile de fibră cu lianți din rășină destinate pentru aplicațiile dificile de șlefuire.
ÎNVELIȘURI
Exista două tipuri de suporturi din granule abrazive:
Deschise – in mod normal 75% dintre suporturi sunt acoperite de granule abrazive care sunt uniform împrăștiate fiind astfel ideale pentru operațiile unde surplusul de material ar ”încărca” sau colmata suprafața, micșorând eficiența de tăiere și scurtând astfel viața abrazivului.
Închise – suportul este acoperit aproape complet de granule abrazive. Este utilizat in operații unde încărcarea nu reprezintă o problemă și este nevoie de o finisare superioară.