高圧ブラスト

2023年12月23日土曜日

2023.12.23 ブラストノズルと噴射速度(2)2023年まとめ他

 ここのところ、かつてないほど毎回ブラストテストを行っている。

ロボットのブラストの方は完了し効率面や素地調整の観点から完全である確認ができたので一旦終了した。

私個人的にこの業界に入ってから30年経過した中でまだ世界中で誰も公開していないブラストに関するテーマの一つののブストノズルと噴射速度の実測測定に取り掛かっている。

ブラスト指標としては最も重要な要素なのだが、誰もやっていない。

論文では局所的にデータを付記しているものは見受けられるがそもそも、測定方法や各条件がすべて不明瞭だ。

そもそも、ブラスト処理、ピーニング処理を論文に採用しているのにその条件の中で粒子速度の実測値が記載されていない時点で再現性がないわけであり査読の時点で問題視すべきなのに「本論文の研究テーマと趣旨が異なるので回答できません」

となる。

30年間見てきた中でペンシルバニア大のゲーリー・ステファン教授のみが

このテーマに臨み結論を出してくれたのだが浸透していない。

私の方も時間、資金、装置、実験装置を自分で改造するための工作機械、溶接・金属加工、電気制御のすべての準備が整うまでにかかり過ぎた。

しかし、逆に現在他の事はすべて完了しているので全力でこれだけを行える。

派生的に連続型小型ブラスト装置CB-85-2も完成した。

ブラスト装置の方は特に興味は無かったのだが依頼が多いので趣味で製作していたのだがプログラムを毎日改変しているうちに良いものが出来上がった。実験中に吐出量などの管理もできるようにしたのだが、ブラスト装置で重要な「現場で故障しない、しても自力で修理できる」に観点を置いた。

噴射速度に関しては2024年から本格的に測定を開始するが、現段階においてもロボット用ノズルと人間用ノズルくらいの分類は可能な結果が出ている。



現在最速のノズル 同条件下で一般的なノズルに比較して粒子の運動エネルギは2倍を超えるため作業効率は2倍となるまさにAIロボットにふさわしい

養生してテストに使う

自作改造により完成したCB-85-2

自作制御盤

元圧は1.0MPaに
調整する



我々含め 世界中どこのブラスト装置メーカーや販売員の多くは自分でブラスト作業をしない。そして大抵は自動機に組み込むためのブラスト機や大型自動ラインを好んで受注したがるので作業者が防塵面を被ってやる分野に興味を持っていないしやりたがらない。

ブラスト作業者も溶接工のようにスキルと経験がアップするわけでもなくただただ、疲れるだけの作業は飽きてしまうため世界中の若者がブラスト作業をやらない。アメリカのSSPCが協力して「ブリッジブラザース」というブラスト作業者の半ドキュメンタリー番組を制作したがこれも続編もなく、華々しい自動車レストア物語や溶接工物語のようにいかなかった。

TikTokやyoutube.shortなどでも溶接工の人気はすさまじい。対して塗装工 ブラスト工は

ほとんど見たことがない。

我々も、自律型AIロボットにブラストをさせていたため、小さなテストピースもあえてロボットにさせていたくらいだ。しかし、最近は自分で開発した装置や輸入販売しているノズル、防塵面、呼吸器用エアークリーナーを確かめるために自らブラストすることにした。

防塵面は好みの差が出るがやはり個人的にはClemco AP100 CE 緑色 鉛対策アメリカ国内限定仕様 (現在廃盤)が気に入っている。

消耗品はAP100 黄色 と共通だがヘルメット内側がホールドするためのパットが装備されていたりエアー供給ホースが違う。
防塵面用ビジフィルター

現在冬なので重装備でも丁度いいが夏場はクーラーチューブなど装着してみてテストする予定。今のところブラスト自体は快適で狭いブラストルームでも問題はない。特に高圧型コンプレッサーの空気は臭いのだがビジフィルター装備なのでまったく臭わない。他の社員にもやってもらっているが問題はない。























2023年12月4日月曜日

2023.12.4 ブラストノズルと噴射速度

 まず弊社の代表的なノズルの最大空気速度を条件下で計算してから実測したデータと比較し

何度か繰り返しデータの再現性を検証します。

粒子速度は安定した部分の平均値とします。

1回に300秒-500秒サンプリングも1秒おきにCSVファイル化します。



まず計算値Va=553m/s

空気速度は比較的簡単に正確に音速を超えた状態まで計算できます。

実測の精度。正確さを確認するために初速を測定します。

実測では下記の初速が535m/s

粒子速度平均は132m/sとなりましたので、粒子速度の計算値を検証しながら

要素の補正をしま固気2層流体なので単純な計算では結果を予想するのが難しいのですが

実用面にてなるべく早く算出したいので実用的な計算方法を考えます。




この方法でノズル固有のブラスト噴射速度を限定していきます。

測定数が膨大になるのが欠点ですが、比較の精度は上がります。









2023年11月26日日曜日

2023.11.26 現場用研削材選別装置

 既存のルーツ型研削材回収機に荒ごみ、粉塵等と研削材を連続に選別する装置。

現在、納期は3-4か月。回収機とブラストタンクは持っているが選別機を持っていない方にも適用できます。











2023年10月14日土曜日

2023.10.14 ブラスト粒子速度の測定 計算値と実測

結果は

ノズル先端圧力と研削材の吐出混合比により変化した。スチールグリッドGRH-7で
0.58MPa-0.88MPaにおいて120-200m/s の間をそれぞれ条件により安定した。
ノズルの違いにより粒子速度は変化したが、ブラスト時においてはいずれも粒子速度は安定しており、トンプソン型バルブとCB85ブラスト装置の研削材吐出は安定していることがリアルタイムに観測できた。

実測値 サンプリング間隔は1Sで5分ほどで300データ

ノズルはSN159ハイパフォーマンスXLノズル

初速は見事に音速を超えていた。560m/s 安定域は計算理論値通り音速の半分くらい前後M0.5であった。

先細ノズルは理論通り初速でぎりぎり見事に音速超えまで到達しなかった。340m/s











2023年9月2日土曜日

2023.09.02 連続型小型2段槽ブラスト装置CB85+AIロボット

 かなりゆっくり、準備を進めていてコロナ下では完全にストップしていたAI型ロボットと連続型小型2段槽のドッキングテストが完了した。連続型小型2段槽ブラスト装置CB85とはあえてシンプルな制御にて連続ブラストを可能にした装置でメンテナンス性に重視した連続噴射型ブラスト装置であるので研削材を放り込んでおけば1日中連続噴射が可能である。

分解が容易でタンクの内部まで掃除も可能である。制御装置も極めてどこでも手に入る部品で構成してある。


動画はブラスト噴射及びエアブローの制御及びブラスト処理計画自体はAIロボット側が管理している。噴射のための研削材供給および加圧制御はCB85が行っており噴射時間をカウンター制御している。なのでブラストノズルの径に合わせて制御を選択できるようにしてある。

CB85 1台で2台までのロボットのブラスト及びエアブロ―制御が連続で可能である。

CB85 ツインブラスト


このCB85とロボットを組み合わせれば現在のブラスト作業者の人手不足問題が軽減されるだろう。

ロボットに関しては特にこのようなAI型にこだわらなくても汎用型ブラストロボット(YASUKAWAに代表されるような)で十分問題は解決できるので夜間のブラストルームでの作業特にある程度決まった形状のようなものや、100%のブラスト処理ではなく60%程度でブラスト処理の残しを人がカバーするようなケースに向いている。

確かに100%自動化できるのが理想なのだが装置コストや処理時間がかかるため必要な製品に対してだけ行う考えが現在的である。限られた人材で製品の品質を維持するためには無駄を削減しつつ自動化するしかない。




2023年6月22日木曜日

2023.06.22  久しぶりにAIブラストロボットを再開する。

 コロナのせいで3年以上ブランクがあったがAIブラストロボットでの施工試験を再開する。

要望が出てきたのだがダウングレード版をユーザーにインストールするための試験施工だ。

まず、AIロボットで最適なモーションをシミュレーション及びブラスト施工させ確認後ダウングレードコピーさせ一般産業ロボットに施工させる。

この方がローコストで誰でも使えるためである。

2023年1月7日土曜日