自作したモノ

直圧式サンドブラストを自作してみました

サンドブラストを自作して本当によかった~。
超~便利な道具です!工作、DIY好きの必須アイテムです!
汚れ、古い塗装などを短時間で均一に落とすことができますので、いろいろな工作で役に立つこと間違いありません。

サンドペーパーで研磨しますと、力の入れ具合でムラが出たり研磨のスジが目立ったりしますが、サンドブラストだと均一にマットに仕上がります。
しかも短時間で、凸凹や入り組んだ形状も簡単に研磨できます。

例えば古いニッパーをブラストしてみるとこのようになります。

ニッパーをサンドブラスト
古いニッパーをブラスト 上段がブラスト後

このブラストにかかった時間は1,2分程度です。

始めて使ったときはあまりの簡単さに笑ってしまいました。
グレーのエアブラシで塗装しているかのように金属の表面が研磨され色が変わっていきます。

サンドペーパ―やリューターでは写真のように金属の下地を均一にすることは出来ません。また、このように入り組んだ形状を研磨するのはほとんど不可能だと思います。

サンドブラストは大がかりな道具というイメージがありなかなか手が出せなかったのですが、これは工作好き、DIY好きには必須のアイテムだと思います。

塗装の足付け、黒染めの下地、金属パーツを美しく仕上げる・・・などDIYの楽しさを加速させます。

ブラスト後、黒染液につけるとこんな風味に仕上がります。

ブラスト後に黒染め
ブラスト後に黒染め

動画にまとめてみました。ブラスト中の様子が(ちょっと)見れます。

直圧式サンドブラストの仕組み

直圧式を作ることにしました。
直圧式とはメディア(研磨剤のことです)タンクにも圧力をかけてメディアを押し出す方式のことです。

直圧式の基本構造

直圧式サンドブラストの仕組み

図のとおり配管するだけで一応サンドブラストとして使えます。原理はシンプルです。

直圧式は必要な空気量が少ないため、家庭用?の吐出量が少ない小型コンプレッサーに適した方式です。

プロがお仕事で使う吸い上げ式(ベンチュリ―効果による負圧で吸い上げる)は多量の空気を必要とするため100V用として販売されている小型コンプレッサーでは短時間しか使用できません。

うちの作業小屋にあるコンプレッサーは750wと小さいため直圧式の一択です。

自作サンドブラスト(構想)

どうせ作るならちょっといいモノを作ってやろうと工作魂がもたげてきます。欲張ってガラスビーズとアルミナの両方を使える仕様にしました。

・ガラスビーズ用メディアタンクとアルミナ用のメディアタンクの2タンクを切り替える
・ブラストケースは1つ
・メディアを切り替えるたびにブラストケースはお掃除する

という仕様です。

スペースに余裕があればメディアごとにブラストケースがあるに越したことはありません。
今回は初めてのサンドブラストなのであくまで試作品・実験です。気に入ったら更なる改良、作り直せばいいでしょう。
といってもいつも試作品で満足してしまうことが多いのですが・・・。

自作サンドブラストの仕組み

図で説明してみます。次の図はブラスト使用時の空気の流れです。
タンクが2つあるため複雑に見えますが、赤いガラスビーズタンクは無視して見てください。 

自作サンドブラスト 仕組み

〇ブラスト時の空気の流れ
1 電磁バルブ1が開く。
2 圧縮空気がアルミナタンクの上部と下部へ送られる。
3 上部からメディアを加圧し下方に押し出す。
4 下部のパイプ部分を通過する圧縮空気にメディアが押し出され空気&メディアの混合気を作る。
5 ブラストケースに送られる。
6 吹き付けられたメディアはケース下部に溜まる。
7 タンク内のメディアがなくなったら一旦ブラスト終了し、メディア回収作業へ移行。
という流れになります。

次の図は、タンクが空になりメディアを回収する時の図です。

自作サンドブラスト 構造

〇メディア回収時の空気の流れ
1 バルブを切り替え、掃除機からくる負圧をメディアタンクにかける。
2 ブラストケース下部のバルブを開く。
3 ブラストケースからメディアタンクへメディアが回収される。

主な部品

前述の【直圧式の基本構造】に追加した主なパーツを紹介します。

電磁バルブ1

圧縮空気のオンオフはスプレーガンなどの機械式バルブでもいいのですが、作業小屋のスペースの関係から小さなプッシュスイッチでオンオフできる電磁バルブ方式にしました。
(電磁バルブを使ってみたかったんです)

使用電磁バルブ・・・・・ねじ径1/2インチの24V仕様
「Heschen (ハドソン) 黄銅 電磁弁 2W-160-15 直動式 24 VDC PT1/2 常閉式」という商品名でAmazonで販売されています。

自作サンドブラスト 電磁バルブ
Amazonで売っています。

初め、一回り小さな電磁バルブを購入しましたが、流量が小さく使えませんでした。

ねじ径が1/4インチの電磁バルブです。
このサイズは小流量の液体に適してるかと思われます。分解してみると流路の直径が3㎜ほどしかなく大量の空気の制御は出来ません。

サンドブラストで使用する電磁バルブは先述のバルブ以上のサイズがいいと思います。

電磁バルブ1はコンプレッサーからの圧縮空気をオンオフします。
ブラストケースに取り付けるプッシュスイッチ(オルタネイトタイプ=一度押すとオンのままとなり、もう一度押すとオフになる)で制御されします。

電磁バルブ2

残留圧縮空気の大気開放用バルブです。

電磁バルブ1をオフにしてブラストが終了すると、メディアタンクに残っている圧縮空気がブラストノズルから解放されるまで吹き続けることになります。
メディアタンクの空間がリザーバータンクになってしまいます。

出来るだけスパッとブラストを終了してくれると嬉しいので、メディアタンクの圧を大気開放する電磁バルブ2を設置しました。

あくまでも私のこだわり&趣味でありまして・・・なくても大丈夫です。

このために、電磁バルブ1を閉にした瞬間に電磁バルブ2が一瞬解放される回路を作成しました。

電磁バルブ2制御用回路

使用した回路はAmazonで格安で販売されているタイマー回路です。

数年前でしたら、ネットで拾った回路図を流用して自作タイマー回路を作成していましたが、今ではコンパクトにまとめられ種々の設定が可能な回路が格安で販売されています。
利用しない手はありません。

この回路は遅延オン、オフや点滅(オン時間オフ時間を設定)を0.1秒単位で自在に設定できるとても使いやすい回路です。

今回は、電磁バルブ1をオフにした後、0.7秒だけ電磁バルブ2をオンにするよう設定しました。

電磁バルブ開放路の消音器

加圧されたメディアタンクを一気に開放すると、電車のブレーキのような「パシューッ」とビックリする音が発生します。
落ち着かないので簡単なマフラーを作成し静音化を図りました。

消音器の中身は換気扇等に使用するフィルターです。

これだけでだいぶ静かになります。

圧縮空気とメディアの混合部

メディアタンク下部を通過するパイプ上部に穴をあけると「メディアが重力で流れ込み詰まってしまう」、「吹き始めにパイプ内に落ち込ん多量のメディアが噴出されてしまう」といた問題が想定されるためちょっと工夫してパイプ下部から吸い出す形式にしました。

塩ビパイプのセンターを貫通するΦ12㎜真鍮パイプの下部に6㎜ほどの穴をあけ、ここから吸い上げ式スプレーのようにメディが吸い出されていきます。

以上、【直圧式の基本形】に+α工夫したところの紹介です。今回の記事はここで終了とします。
作成過程、ブラストの様子などをまとめられたら次の記事にしてみようと思います。

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