شات پینینگ یا ساچمه زنی ، یک فرآیند کار سرد است که برای تولید یک لایه تنش پسماند فشاری و اصلاح خواص مکانیکی فلزات و کامپوزیت ها استفاده می شود. این فرآیند، مستلزم ضربه زدن به یک سطح با شات ( ذرات گرد فلزی، شیشه ای یا سرامیکی) برای ایجاد تغییر شکل پلاستیک است. در فرآیند شات پینینگ ، قطعه در معرض ذرات ساینده ساچمه ای قرار می گیرد. برخورد این ذرات، سبب فشرده شدن لایه ی سطحی قطعه و ترمیم ترک های ریز سطحی می شود. در این فرآیند، بر اثر ضربات وارد شده به سطح، تنش های سطحی به نقطه تسلیم رسیده و سعی در بازگشت به حالت اولیه خود دارند، لذا با ادامه این فشرده سازی، استحکام خستگی سطوح بهبود می یابد.

فرآیند شات پینینگ

فرآیند شات پینینگ علاوه بر حذف ترک های ریز سطحی و ترمیم ساختار نامطلوب، سبب ایجاد تنش فشاری در قطعه نیز می شود. این روش نسبت به روش های دیگر ارزان تر است و با توجه به گستردگی کاربرد، استفاده و آشنایی با این روش در حال گسترش است.

کاربرد شات پینینگ

کاربرد شات پینینگ بسیار گسترده است و اغلب برای کاهش تنش اجزا مانند میل لنگ فولادی خودرو، قطعات هوا و فضا، سیستم انتقال نیرو استفاده می شود. از دیگر کاربردهای ساچمه زنی می توان به استفاده از این فرآیند در صنایع معدنی و کاربردهای دیگر برای بهبود طول عمر خستگی قطعات اشاره کرد. همچنین این فرآیند در ریخته گری برای پوسته زدایی و حذف شن استفاده می شود. پوسته زدایی در این فرآیند می تواند برای ساخت محصولات فولادی مثل ورقه، مفتول و میلگرد استفاده شود. یکی دیگر از کاربرد های شات پینینگ در زیبا سازی قطعات است. در این فرآیند، قطعه در معرض جریان پاششی ساچمه قرار می گیرد و سبب صاف و صیقلی شدن سطح می شود.

شات پینینگ

مزایای شات پینینگ

در صورتی که شات پینینگ باعث تغییر فرم پلاستیک شدید در قطعه شود، یک لایه نانو کریستالی روی سطح ایجاد می شود. این لایه نانو سبب افزایش خواص خوردگی سایشی قطعه می گردد. بطور کلی این فرآیند باعث افزایش عمر خستگی فلزات می شود. از دیگر مزایای این روش می توان به افزایش مقاومت در برابر ترک های ناشی از خوردگی تنشی اشاره کرد.

شات پینینگ

شات پینینگ سبب کور شدن نوک ترک در فرآیند های جوشکاری و تولید قطعات می شود. این ترک ها معمولا از سطح شروع می شوند و به داخل قطعه اشاعه پیدا می کنند. مزیت دیگر ساچمه زنی ، تمیز کردن و جدا کردن ناخالصی های سطحی و اکسیدی است. لذا این فرآیند سبب آماده سازی قطعه برای فرآیندهای سطحی دیگر مثل رنگ یا پرایمر می شود.

تفاوت شات بلاست و شات پینینگ

شات پینینگ از نظر مکانیکی شبیه به سندبلاست است، اگر چه هدف آن حذف مواد نیست. بلکه این فرآیند مکانیزم پلاستیسیته را برای رسیدن به هدف خود به کار می گیرد و هر ذره به عنوان یک چکش توپی عمل می کند. لذا این فرآیند سبب بهبود خواص سطحی و افزایش عمر خستگی قطعات، از طریق افزودن تنش های فشاری می شود.

در حالی که، شات بلاست یک فرآیند صنعتی است که برای اصلاح سطح قطعه استفاده می شود. هدف اصلی در این فرآیند، تمیزکاری و افزایش کیفیت سطحی قطعات، زبر کردن سطح جهت بستر سازی برای رنگ و پوشش دهی است. 

عوامل تاثیرگذار بر شات پینینگ

عوامل مختلفی بر فرآیند شات پینینگ تاثیر می گذارند. از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر ساچمه زنی می توان به شکل، جنس و سختی قطعه، زاویه پرتاب، جرم و شکل ساچمه اشاره کرد. در ادامه به توضیح چند مورد از این عوامل پرداخته می شود.

جرم ساچمه های ساینده

در شات پینینگ با افزایش جرم ساچمه های ساینده، عمق اثر ضربات بیشتر می شود. در این فرآیند انتخاب جرم ساچمه ها به سایز و جرم قطعه مورد نظر بستگی دارد. در صورت انتخاب نادرست وزن ساچمه ها و ذرات پرتابی ممکن است به قطعه آسیب برساند یا تاثیر مورد نظر در فرآیند را نداشته باشد.

زاویه برخورد ساچمه ها

انتخاب درست زاویه برخورد ساچمه های یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار روی فرآیند شات پینینگ است. زاویه برخورد ساچمه ها به سطح باید بهینه باشد، بطوریکه انتخاب درست زاویه برخورد، سبب کاهش زمان فرآیند و هزینه های ناشی از فرآیند می شود. باید به این نکته توجه شود که بعضی از زوایای پرتابی ممکن است باعث فرورفتگی آخال های سطحی به قطعه شوند.

شکل ساچمه ها

شکل هندسی ساچمه ها به شکل هندسی قطعه مورد نظر بستگی دارد. لذا در این فرآیند برای قطعات با اشکال متفاوت از ساچمه های مختلفی استفاده می شود.

تنش پسماند فشاری در شات پینینگ

تنش فشاری پسماند در فرآیند شات پینینگ توسط تکنیک هایی مثل تست سختی سنجی سطح مقطع و پراش اشعه ایکس اندازه گیری می شود. بیشترین تنش فشاری پسماند وارد شده بر سطح مقطع تحت تاثیر عوامل ساچمه زنی مثل جنس قطعه، هندسه قطعه و شدت شلیک ساچمه ایجاد می شود. در آلیاژ های فلزی تنش پسماند فشاری به وسیله انتقال انرژی جنبشی از ساچمه های کروی و ذرات پرتابی به سطح فلز، تولید می شود.

قیمت شات پینینگ

عوامل مختلفی روی قیمت شات پینینگ اثر می گذارد. این عوامل شامل نوع ساچمه استفاده شده، قابلیت به روز رسانی دستگاه و کیفیت نهایی محصول مورد نظر می شود. یکی از عوامل موثر تاثیر گذار بر قیمت شات پینینگ ، تاثیر برند است. هر چه برند بزرگتر باشد، قیمت تجهیزات ساچمه زنی شرکت های معروف بالاتر می رود. اما لازم به ذکر است که تفاوت چندانی بین عملکرد و کیفیت برند وجود ندارد.

شات پینینگ

تفاوت قیمت در مدل های مختلف در فرآیند ساچمه زنی بسیار زیاد است. گاهی تفاوت قیمت در مدل های مختلف یک برند نیز کاملا مشهود است. دلیل این موضوع وجود تفاوت در مواد، طراحی و عملکرد انواع مختلف تجهیزات ساچمه است.

خدمات شات پینینگ

به طور کلی خدمات شات پینینگ می تواند به صورت دستگاهی باشد که قطعه یا فلز مورد نظر در دستگاه قرار می گیرد و شروع به ساچمه زنی می کند. یا این فرآیند می تواند به صورت تفنگی باشد که شخصی آن را به دست می گیرد و این عملیات را انجام می دهد. همچنین نوع دستگاه استفاده شده با توجه به نیاز و کاربرد مورد نظر ممکن است در نحوه ارائه خدمات تغییر ایجاد کند.