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关于表面拉丝工艺的若干讨论


什么是拉丝


  关于什么是拉丝,拉丝的定义是什么,其实没有一个标准的表述。按照我们一般的,通俗的理解,拉丝就是反复用砂纸或其他形式的研磨材料,在工件表面刮出线条的过程。


  拉丝其实也算是一种表面处理过程,不过它是一种物理过程,而不是像电镀,阳极氧化那样的化学过程。拉丝的效果是一种永久的,破坏性的,不可逆的过程。


  其实我们身边接触到的很多金属产品的外观,都是经过这种物理拉丝过程得来的,比如消费电子产品的外壳,家电,手扶电梯两侧下面的金属外观面等等。
 金属经过表面拉丝以后,会呈现出一种有别于金属镜面效果的金属光泽,具有非常好的装饰效果。而且拉丝效果也是多种多样,有直纹,碎纹,线纹可长,可短,纹路可深,可浅。在拉丝过程中,把这些效果结合起来,就会得到非常个性化的,独特的线纹效果,不容易被仿制。所以,我们看到,表面拉丝工艺,特别是金属表面拉丝工艺被越来越多的设计家应用,来装饰产品。

 拉丝的类型


  拉丝按照效果来分类,主要有两种,就是直纹和碎纹。

直纹也叫发丝纹,在电子消费品行业,家电行业比较流行。直纹的特点是纹理清晰,明暗相间,金属光泽感强烈,容易吸引普罗大众消费者的注意,而且,用手触摸还有淡淡的凹凸感但不扎手。


  碎纹有很多种说法,比如叫雪花纹,乱丝纹,振动纹,摆动纹等等。碎纹在金属板材原料拉丝比较流行。碎纹的特点是纹路凌乱但有序,手感平滑,使用碳化硅矿砂配合乳化液在不锈钢表面拉碎纹,往往还会有一种意想不到的金属亮彩纹路。基于碎纹的以上特点,它一般应用在大型板材原料加工过程,属于大批量性拉丝。


  需要强调的是,对于拉丝的效果,其实没有好坏之分,只有合适与否之分,以及喜欢与否之分。有客户喜欢直纹,觉得直纹的纹路清晰,明暗有致。而喜欢碎纹的客户,则喜欢碎纹表现出来的那种均匀感,手感顺滑,线纹短,错落有致。所以说,对线纹的选择有很大的主观性。作为研磨行业的从业者以及解决方案的提供者,我们需要做的就是明确客户需要的效果,然后尽量去满足。


  影响拉丝效果的若干因素


  前面提到过,拉丝的类型主要有直纹和碎纹,除了直纹,碎纹的区别外,其实客户还会关心其他的一些影响拉丝效果的重要因素:


  3.1磨料粗细度

 这个可以理解为砂带,砂纸等研磨产品的粒度。简单来说,同类型的砂带,粒度越粗,拉出来的纹路越深,越明显。120#-400# 是经常用到的拉丝粒度。


  3.2研磨材料种类


  可用于拉丝的研磨材料主要有以下几种:砂带,不织布辊轮,尼龙百洁布。

一般来说,粗粒度的砂带适合拉出较深,效果明显的线纹。但注意,如果使用80#,60#甚至更粗的砂带拉丝时,拉丝纹是很明显,达到了视觉上的效果,但线纹上同时也会出现明显的毛刺,比较扎手。去除这些扎手的毛刺可以选择化学处理的办法,也可以使用细粒度的不织布磨刷去除毛刺。


  不织布辊轮拉出来的线纹较同粒度的砂带要浅,但手感细腻,一般没有毛刺。在市场上,3M 的不织布卷紧轮由于其特制的不织布材料比较致密,在不锈钢表面处理时,除了能拉出细腻的线纹以外,还会令其表面呈现一定的金属亮光效果,这种效果有别于我们常见的镜光效果,有一种很独特的金属光泽,这是普通砂带,普通不织布辊轮所做不到的。


  另外,普通的工业百洁布也可以用来手工拉丝。工人一般把百洁布裁成合适的尺寸,贴在手托上,然后手工来回拉丝。这种拉丝方法适合用在小工件,有一定形状的工件上面。

3.3被拉丝的工件材质


  工件材质也会影响拉丝效果。比如不锈钢板拉丝和铝板拉丝,就算使用同一条砂带,同一台机器,同样的参数,出来的拉丝效果也会很不一样。对于比较软的金属,比如铝制品,镁铝合金甚至非金属材质,用砂带拉丝,线纹感觉比较深,效果比较明显,但若换成是不锈钢工件,一般来说,线纹效果就没有那么明显。如果要在不锈钢工件表面获得非常明显的拉丝效果,一般会选择更粗粒度的砂带,或背基更硬,矿砂更锋利的砂带。


  如果被拉丝的工件材质比较软,拉丝过程一般建议加水或乳化液,避免工件因过热而产生的变形,发黄等不可逆的现象。另外,也可以多尝试使用不织布辊刷。不织布产品的特点是拉丝过程发热量小,拉丝线纹细腻,研磨过程可控,不会过度切削工件等等。


  3.4拉丝方式


  表面拉丝方式一般就是手工拉丝和机械拉丝两种方式。


  如前所说,手工拉丝一般针对的是小工件,有一定形状的工件,使用的研磨产品一般是工业百洁布。这种拉丝方式生产效率比较低,线纹效果不稳定,因而在工业生产中并不是主流,主流是机械拉丝。


  机械拉丝的优点是快速,自动化程度高,拉丝效果稳定可控。机械拉丝主要分为平压式砂带拉丝,线接触式砂带拉丝,不织布辊轮拉丝。

 首先介绍一下平压式砂带拉丝。将工件固定在夹具上,开动砂带机,让砂带高速转动,然后,在砂带背面带有一个可控制的,可上下,左右移动的压块,但压块下压时,砂带就可以贴服在工件表面进行拉丝。这种机械拉丝方式是平面拉丝,被拉丝的表面不可以有任何的凸点。它的特点是线纹比较连续,比较长线接触式砂带拉丝是比较传统的拉丝方法。和平压式拉丝不一样的地方是,砂带接触工件表面是通过接触轮完成的,而不是特别设计的压块。所以工件在和砂带接触的瞬间,是点、线接触,而不是面接触。所以,即使使用一样的砂带,但使用线接触和面接触方法拉出来的线纹效果是有明显的区别的。

 

 除了以上两种使用砂带进行拉丝的机械方法以外,还有不织布辊轮拉丝方法。如前所说,不织布材料也是拉丝的好材料。不织布材料富有弹性,具有特别的三维网状结构,因而一般把它做成轮子来使用。由于不织布材料的弹性比砂带要好,因而具有比较好的表面贴服性,适合加工一些有弧形的工件。另外,由于不织布辊轮和工件是线接触,和平压式砂带拉丝方式的面接触相比,产生的热量更少,属于冷加工。


  以上三种是工业生产当中常见的拉丝方式。在实际应用当中,根据工件的不同形状,不同的线纹要求,还有无心磨拉丝,静止拉丝等几种方式,但由于应用面不广,在这里不作详细讨论。


  综上所述,拉丝是一门变化繁复,有一定技术难度的加工过程。它的难不在于是否能拉出线纹,而是在客户指定线纹效果的情况下,如何运用手中的研磨材料,机器设备,如何设定打磨参数等等,来拉出相似度极高的线纹。所以,如果要令客户满意,除了要熟悉机器的种类,性能以外,还要多留意市场上的各种新型研磨产品。





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