Technique de grenaillage à l'air comprimé

Technique de grenaillage à l'air comprimé
Le grenaillage à air comprimé est principalement utilisé pour le traitement de très grosses pièces qui ne peuvent être traitées dans une grenailleuse ou alors sur de très petites pièces fragiles avec un traitement localisé. 
Le grenaillage à l'air comprimé peut être effectué par un opérateur en cabine fermée ou avec l'opérateur à l'extérieur avec l'utilisation d'une cabine à manches.
Dans le cas de production plus importante et répétitive, le grenaillage peut être automatisé (manipulateur ou robot). 
En cabine fermée, le travail de l'opérateur est fastidieux et fatiguant, pour cette raison, SLF a développé un robot à 8 axes commandé par un opérateur.

Le principal avantage du grenaillage à l'air comprimé est de pouvoir utiliser n'importe quel type d'abrasif (minéraux, agicides, média plastique, acier, inox, fonte, etc...).

Il existe trois types de projection de l'abrasif: 
 - Le système par dépression 
 - Le système par surpression
 - Le système par voie humide (peu utilisé) 

 
Principe de fonctionnement:
Le système de projection en dépression comme son nom l'indique, utilise la dépression créée par un injecteur d'air pour aspirer l'abrasif et le projeter simultanément dans une buse (procédé GIFFARD). Dans ce cas l'injecteur est disposé dans l'axe de la buse et l'arrivée d'abrasif est latérale, le débit d'abrasif est limité.
Ce système a été modernisé par "SES" (système breveté) qui a remplacé l'injecteur central par une multitude d'injecteurs annulaires qui permettent l'aspiration de l'abrasif dans l'axe de la buse. Cette solution facilite le flux d'abrasif, limite les usures et permet une augmentation notable du débit d'abrasif. 

Le système à dépression est principalement utilisé pour les faibles productions et le traitement de petites pièces ou de pièces fragiles.

Le système par surpression est totalement différent du système en dépression. Un pot contenant l'abrasif est mis sous pression (pression d'utilisation de 2 à 6 bar maxi). Une vanne de dosage située en partie basse du pot, dose l'abrasif qui est sous pression et le véhicule dans les tuyaux poussé par un flux d'air comprimé qui est à la même pression que le pot. Le débit d'abrasif est réglable à partir de cette vanne de dosage, la vitesse de l'abrasif est dépendant de la pression d'air comprimé. Le débit d'abrasif est 4 à 5 fois plus important qu'un système à dépression standard (La différence de débit avec le système "SES" est de 2 à 3 fois). L'inconvénient de ce système est le besoin important en débit d'air et de ce fait, d'énergie électrique.
Ce système de projection est principalement utilisé pour le grenaillage de très grosses pièces, les chantiers navals, ferroviaires ou le décapage de façades et de gros oeuvres.
Ce sytème est également utilisé lorsque la productivité est importante comme dans les industries mécaniques (automobile, ressortiers, etc...), dans ce cas le traitement est entièrement automatisé.

Les principaux procédés de grenaillage - microbillage à l'air comprimé
Ci-dessous vous trouverez les cinq principaux procédés de sablage - grenaillage - microbillage.
Système de projection par dépression standard
Système de projection par dépression standard
Ci-dessus un système de projection de l'abrasif en dépression standard (selon effet Giffard).
Tableau du débit d'air comprimé et d'abrasif pour pistolet en dépression standard
Tableau du débit d'air comprimé et d'abrasif pour pistolet en dépression standard
Système en dépression "SES" (breveté)
Système en dépression
Ci-dessus un système de projection de l'abrasif en dépression "SES". Le flux d'abrasif est dans l'axe de la buse, de ce fait le débit est 2 fois plus important qu'un système par dépression standard.
tableau du débit d'air pour pistolet SES type S 500
tableau du débit d'air pour pistolet SES type S 500
Système de projection de l'abrasif en surpression
Système de projection de l'abrasif en surpression
Ci-contre, un système de projection de l'abrasif en surpression.

Schéma de principe de fonctionnement du système de projection de l'abrasif par surpression.
Commande à distance pneumatique
Commande à distance pneumatique
La commande à distance (commande "homme mort") permet de stopper immédiatement le jet d'abrasif dans le cas ou l'opérateur vient à lâcher celle-ci, l'arrêt du débit d'air se fait en décompressant instantanément le pot de sablage. 
Tableau des débits d'air comprimé et puissance au compresseur nécessaire
Tableau des débits d'air comprimé et puissance au compresseur nécessaire
Double pots en pression
Double pots en pression
Le double pot de sablage permet un travail en continu, avec un rechargement en abrasif en temps masqué. 
Les pots sont isolés entre eux par des vannes commandées par des sondes de niveau. Avant chaque ouverture d'un pot, le débit d'air est équilibré dans chaque pot afin de ne pas perturber le sablage et maintenir une pression d'air équivalente. 
Vannes de dosage
Vannes de dosage
Le débit d'abrasif est régulé et réglé par un vanne de dosage. Il existe plusieurs types de vannes.
  • Vanne à guillotine
  • Vanne à manchon (schéma ci-contre)
  • Vanne à membrane
  • Vanne à boisseau 
Buses de sablage
Buses de sablage
Selon les travaux à effectuer, il existe toujours un type de buse approprié:
  • Buse droite
  • Buse venturi
  • Buse à simple jet dévié
  • Buse à multi jet dévié
Buse avec humidificateur
Buse avec humidificateur
Pour éviter la dispersion de la poussière lorsque le sablage est fait à l'extérieur avec des abrasifs minéraux, un anneau est disposé sur la buse, ce dernier est muni d'une arrivée d'eau évacuée par des petits trous disposés sur son pourtour, la poussière est ainsi captée.
Principe de fonctionnement d'une cabine de sablage en jet libre
Principe de fonctionnement d'une cabine de sablage en jet libre
Synoptique de fonctionnement:
  1. Cabine
  2. Hottes d'aspiration
  3. Entrée d'air frais
  4. Vis sans fin ou racleurs 
  5. Vis sans fin transversale
  6. Elévateur à godets
  7. Séparateur dynamique à cascades (Nettoyage de l'abrasif)
  8. Silo de stockage de l'abrasif
  9. Pot de sablage sous pression
  10. Vanne de dosage de l'abrasif
  11. Air comprimé
  12. Pot de détente (ou cyclone)
  13. Filtre de dépoussiérage
  14. Bac à poussières
  15. Filtre secondaire
  16. Rejet en atelier (Hiver)
  17. Cheminée (été)
  18. Porte principale (battant, accordéon ou enrouleur)
Système de projection par voie humide
Système de projection par voie humide
Ce système est peu utilisé car peu productif. Il permet un traitement très fin sur des pièces fragiles afin d'obtenir un état de surface satiné très fin, il est principalement utilisé dans l'aéronautique ou dans le secteur médical (décontamination et finition des prothèses).
2 systèmes de projection existent:

 - Système en dépression avec un mélange eau/abrasif
 - Système avec pompe de transport du mélange eau/abrasif (voir ci-contre).
Système à brosse avec récupération en circuit fermé
Système à brosse avec récupération en circuit fermé
Ce système permet un sablage sans dispersion de l'abrasif dans l'environnement. 
Il est principalement utilisé pour le traitement de cordons de soudure ou sur des zones de traitement localisé. 
Les brosses peuvent avoir une forme adaptée à la surface à traiter comme par ex des tubes ou pièces de type cornière ou similaire.

Ce traitement est peu productif mais il permet de traiter sur site des pièces déjà montées.
Cabine de grenaillage -microbillage à manches
Cabine de grenaillage -microbillage à manches
Le traitement des petites pièces est fait dans des cabines fermées avec l'opérateur à l'extérieur, celui-ci passe les bras dans des orifices prévus à cet effet. La buse peut être monté sur un support ou manipulé par l'opérateur.
Le type de projection (dépression ou surpression ?) est choisi selon le type de pièce et la productivité à assuré. Dans certains cas ou la surface doit être finement satinée la projection peut être de type humide.
La dimension des cabines est variable mais de toute façon limitée par la longueur des bras de l'opérateur, cependant les plus grosses pièces peuvent être posées sur une table tournante. 
Sablage/grenaillage en cabine fermée
Sablage/grenaillage en cabine fermée
Lorsque les pièces le permettent, le grenaillage est fait en cabine fermée. dans ce cas l'abrasif est récupéré et recyclé en circuit fermé. Tous les type d'abrasif peuvent être utilisés (corindon, grenaille acier coulé, inox, média plastique, agicide...etc.).
Des normes de ventilation, sonore ou de sécurité sont applicables.

Plusieurs types de récupération d'abrasif au sol sont possibles (pneumatique, raclage, vis sans fin ou simple trémie). La récupération peut être partielle ou totale.

Les cabines sont dimensionnées selon le besoin et les pièces à traiter.

Sablage en jet libre à l'extérieur
Sablage en jet libre à l'extérieur
Le sablage de très grande pièces comme les oeuvres d'art, navires ou charpentes métalliques, ne peut être fait qu'en extérieur, dans ce cas, l'abrasif utilisé est perdu et ne peu être recyclé. Les abrasifs utilisés sont des scories de haut fourneau. 

Le sablage est également utilisé pour le nettoyage de façades ou la rénovation de monuments.
Afin de limiter la poussières, la buse de projection est entouré d'un jet d'eau annulaire. 
Les déchets sont récupérés (abrasif + contaminants) et mis en décharge.
Grenaillage en jet libre robotisé "RECO BLASTER de SLF"
Grenaillage en jet libre robotisé
Le grenaillage en jet libre est pénible et insalubre, un opérateur ne peut supporter que des buses d'un diamètre maxi de 11 ou 12 mm (problème de force) ce qui limite la productivité.
Pour cette raison "SLF" a développé un robot sur 8 axes commandé à distance par un opérateur, le diamètre de la buse est nettement supérieur (19/20 mm). 
Cette solution permet une meilleur qualité et surtout un rendement nettement supérieur sans aucune fatigue ni effet sur la santé.
Cabines de grenaillage automatisées avec robot ou manipulateur
Cabines de grenaillage automatisées avec robot ou manipulateur
Les grenailleuses robotisées permettent une production importante et répétitive. Plusieurs solutions sont possibles:

 - Table tournante indexée avec mouvement de (s) la (les) buse (s).
 - Pièce fixe mouvement de la buse robotisé
 - Avance linéaire de la pièce et mouvement des buses sur 1 ou 2 axes
 - Traitement de corps creux avec avance de la buse, pièce ou buse en rotation
 - Pièces montées sur rouleaux horizontaux ou de type diabolos

Le système de projection (dépression, surpression ou humide) est choisi selon le besoin.