تفاوت بین سنگ‌زنی و پرداخت استیل

در صنعت قطعه‌سازی و فرایند ساخت و پرداخت قطعات فلزی، به‌ویژه استنلس استیل، ظاهر سطح نهایی فقط جنبه‌ی زیبایی ندارد؛ بلکه شاخصی از کیفیت، دوام و عملکرد قطعه محسوب می‌شود. انتخاب درست بین دو فرآیند مهم یعنی سنگ‌زنی (Grinding) و پرداخت یا پولیش (Finishing / Polishing) می‌تواند تفاوت بسیاری داشته باشد. در این مقاله از استیل رخ تفاوت‌های بنیادی این دو فرآیند را بررسی می‌کنیم، ابزارها و تکنیک‌های این دو روش را معرفی کرده و نکات کاربردی برای انتخاب بهترین استراتژی در کار با استیل را ارائه می‌دهیم.

تفاوت بین سنگ‌زنی و پرداخت چیست؟

پیش از بررسی تفاوت بین پرداخت و سنگ‌زنی استیل ابتدا هر کدام را جداگانه بررسی می‌کنیم.

سنگ‌زنی (Grinding)

سنگ‌زنی یکی از فرآیندهایی است که جهت حذف براده و مواد اضافی از سطح قطعه انجام می‌شود. در واقع هدف سنگ‌زنی، برداشت سریع ماده و حذف برآمدگی‌ها، پلیسه‌ها و اثرات جوشکاری است. در این روش از ساینده‌هایی با دانه‌بندی درشت‌تر استفاده می‌شود و سطح نهایی معمولاً دارای خش‌های عمیق‌تر است. سنگ‌زنی معمولاً برای اصلاح شکل، هموار کردن سطوح و آماده‌سازی پیش از مراحل پرداخت کاربرد دارد. قطعات صنعتی با صافی سطح مختلف حاصل فرایند سنگ‌زنی هستند ولی قطعه حاصل از فرآیند سنگ‌زنی اغلب مورد تایید برای استفاده در قطعات تزئینی نیست و باید پس از درجه‌ای از سنگ‌زنی فرآیند پولیش‌کاری روی قطعه انجام شود.
این روش ماشین‌کاری برای پرداخت قطعات تا بالاترین دقت ممکن ضروری است، و ماشین‌های سنگ‌زنی قادرند در هر عبور تا حدود ۰٫۰۰۰۰۲۵ میلی‌متر از سطح قطعه را بردارند. برای کنترل حرارت تولیدشده و حفظ دقت، معمولاً از سیستم‌های خنک‌کننده استفاده می‌شود و دستگاه سنگ‌زنی قابلیت کنترل دقیق حرکت سنگ یا قطعه‌کار را دارد. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند سنگ‌زنی هم برای عملیات پرداخت نهایی (Finishing) با برداشت جزئی ماده و هم برای عملیات خشن‌کاری (Roughing) با برداشت سریع فلز مناسب باشد.

پرداخت (Finishing / Polishing)

پولیش یا پرداخت برای نهایی کردن سطح و ایجاد الگوی سطحی یکنواخت انجام می‌شود. این فرآیند با ساینده‌های ریزتر، دیسک‌های بافته نشده (nonwoven) یا فلت و خمیر پولیش انجام می‌شود تا سطحی صیقلی، براق و همگن ایجاد شود. میزان پولیش و ساینده‌های مورد استفاده می‌تواند در کیفیت نهایی تاثیر مستقیم داشته باشد. با ریزدانه‌تر کردن ساینده‌ها می‌توان به سطحی براق‌تر و صیقلی‌ تا حد انعکاس آینه‌ای رسید. ابزار و وسایل مختلفی نیز برای پرداخت استیل استفاده می‌شود.

تفاوت کلیدی:

• سنگ‌زنی برای اصلاح و براده برداری سطخ فلز است؛ اما پرداخت برای سایش و ایجاد جلوه زیبا و الگوی سطحی خاص انجام می‌شود.
• در بسیاری از پروژه‌ها، هر دو فرآیند به‌صورت ترکیبی استفاده می‌شوند.

چرا این دو فرآیند اغلب اشتباه گرفته می‌شوند؟

بسیاری از کارگاه‌ها تفاوت بین پرداخت و سنگ‌زنی را نادیده می‌گیرند، چون هر دو با ابزار ساینده انجام می‌شوند و ظاهر سطح در هر دو تغییر می‌کند.
اما تفاوت اصلی در هدف نهایی و ترتیب اجرا است:

• در سنگ‌زنی، تمرکز بر رسیدن به صافی سطح و کیفیت سطح متناسب با عملکرد مکانیکی قطعه است.
• در پرداخت‌کاری، تمرکز بر بهبود کیفیت ظاهری و زیبایی سطح است.

عدم برنامه‌ریزی دقیق در انتخاب گریت (درجه دانه‌بندی) یا ترتیب مراحل باعث دوباره‌کاری و اتلاف زمان می‌شود.

روش‌ها و ابزارها سنگ‌زنی استیل

ماشین‌های سنگ‌زنی مهم‌ترین ابزار سنگ‌رنی هستند که با استفاده از چرخ ساینده دوّار، ماده را از سطح قطعه از طریق سایش برمی‌دارند. هر ذره ساینده روی چرخ مانند یک ابزار برش کوچک عمل می‌کند. به طور معمول، دستگاه شامل یک پایه برای نگهداری قطعه‌کار و یک چرخ ساینده محرک است که با سرعتی متناسب با قطر چرخ و مشخصات سازنده می‌چرخد.

حرکت دقیق سر سنگ یا قطعه‌کار از طریق دسته‌های مدرج دقیق (Vernier) یا کنترل عددی (CNC) انجام می‌شود تا دقت بالایی در برداشت ماده حاصل شود. برخلاف فرایندهای سایش ساده، در سنگ‌زنی هر ذره ساینده عمل برش واقعی انجام می‌دهد و تراشه‌های بسیار ریز از سطح جدا می‌کند.

برای از بین بردن برجستگی‌های زبر و حذف زبری‌ها و قسمت‌های اضافی در قطعات ریخته‌گری و پرس‌کاری‌شده، شکل‌دهی اولیه و پرداخت نهایی قطعات و حتی براق‌سازی سطح شفت‌ها از فرآیند سنگ‌زنی استفاده می‌شود. علاوه بر این فرآیند سنگ‌زنی برای سطوح داخلی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی و تجهیزات پزشکی، دقت بالای ماشین‌های سنگ‌زنی برای تضمین تناسب دقیق قطعات و عملکرد مطلوب آن‌ها ضروری است.

انتخاب ساینده مناسب نقش مهمی در سرعت کار و کیفیت سطح دارد. سه مورد زیر از پرکاربردترین ساینده‌های هستند:

• سرامیک (Ceramic Alumina): تیز و سخت؛ مناسب برای برداشت سریع و کاهش حرارت.
• زیرکونیا آلومینا (Zirconia Alumina): مقاوم در برابر سایش، طول عمر بالا و مناسب برای فشار زیاد.
• آلومینا (Aluminum Oxide): ارزان‌تر است ولی برای فولاد ضدزنگ یا استنلس استیل توصیه نمی‌شود.

نکات فنی و ایمنی در سنگ‌زنی

در فرآیندهای سنگ‌زنی و پرداخت باید نکاتی را مد نظر قرار داد تا نتیجه مطلوب حاصل شود.

1. فشار زیاد وارد نکنید: فشار بیش از حد باعث کاهش عمر ساینده و افزایش گرما در قطعه می‌شود.
2. حرکت مداوم و یکنواخت داشته باشید: توقف در یک نقطه، موجب تغییر رنگ یا سوختگی سطح می‌شود.
3. به صدا و جرقه توجه کنید: کاهش صدا یا جرقه‌های نامنظم نشانه‌ی ساینده‌ی فرسوده است.
4. از ابزار با توان کافی استفاده کنید: ساینده‌های سرامیکی نیاز به ابزارهای قوی‌تر دارند.

عدم دقت به موارد بیان شده می‌تواند سبب افزایش هزینه و زمان انجام کار شود. در موارد حساس نیز ممکن است به خرابی قطعه منجر شود. چرا که بار برداری از سطح قطعات اغلب محدود است و نمی‌توان به میزان دلخواه این کار را انجام داد. لذا اشتباه در انجام فرآیند می‌تواند به خرابی قطعه منجر شود.

روش‌ها و ابزارها در پرداخت استیل

پرداخت یا finishing برای ایجاد الگوهای نهایی (مثل خش‌دار No.4 یا آینه‌ای Mirror Finish) انجام می‌شود و نیازمند ترتیب دقیق مراحل است.

مراحل پرداخت‌کاری (Workflow):

1. بررسی وضعیت اولیه سطح (as-received).
2. تعیین کیفیت نهایی: 2B، No.4، No.8 یا Mirror.
3. انتخاب گریت مناسب (معمولاً از 180 تا 400).
4. استفاده از ساینده‌های nonwoven برای حذف اثرات گریت قبلی.
5. پولیش نهایی با فلت یا گیلانس و خمیر مخصوص.

ابزارها و سرعت‌ها:

• Flap Disc‌های دوکاره (Interleaved): برای کاهش مراحل بین سنگ‌زنی و پرداخت.
• Nonwoven Drums / Surface Conditioning: بین ۳۰۰۰ تا ۶۰۰۰ RPM کار می‌کنند.
• ابزار با سرعت متغیر (Variable-Speed Tools): برای کنترل حرارت و جلوگیری از تغییر رنگ سطح.

ابزار مخصوص قطعات دوار یا لوله‌ای:

برای پرداخت‌کاری لوله‌های نازک، از دستگاه‌های belt sander مخصوص لوله استفاده می‌شود تا تماس سطحی یکنواخت حفظ شود و لکه یا فرورفتگی ایجاد نشود.

انتخاب استراتژی ترکیبی

بهترین نتیجه زمانی حاصل می‌شود که از ترکیب منطقی هر دو فرآیند استفاده شود:

1. تعریف هدف نهایی: مشخص شود که قطعه باید تا چه حدی پرداخت (No.4 یا Mirror) شود.
2. جلوگیری از Over-grinding: سمباده یا سنگ‌زنی بیش از حد در مراحل اولیه، کار پرداخت را دشوار می‌کند.
3. استفاده از Flap Disc‌های ترکیبی: برای پروژه‌هایی که هم نیاز به برداشتن ماده و هم سطح صیقلی دارند.

آلودگی فلزی و فرآیند پسیو (Passivation)

در پرداخت استیل، حتی یک ذره‌ی ریز آهن یا فولاد کربنی می‌تواند باعث زنگ‌زدگی موضعی شود. برای جلوگیری از آلودگی سطوح:

• فقط از ابزارهایی که مخصوص استیل طراحی شده‌اند استفاده کنید. و در کارگاه با یک سنگ هم زمان استیل و آلیاژهای دیگر را سنگ نزنید.
• پس از پایان کار، سطح را با اسید نیتریک یا سیتریک پسیو کنید تا لایه‌ی اکسید کروم محافظ بازسازی شود.

تست پسیو در برخی صنایع حساس (غذایی، دارویی، هسته‌ای) از جمله تست‌های سریع شیمیایی است که با ابزارهای دستی و برای اطمینان از کامل بودن لایه محافظ استفاده می‌شود .

اشتباهات رایج در پرداخت و سنگ‌زنی استیل

در پرداخت و سنگ‌رنی استیل اشتباهاتی صورت می‌گیرد که با رعایت نکات فنی می‌توان بازدهی فرآیند را دو چندان کرد. در ادامه علاوه بر این موارد، توصیه‌هایی نیز در این زمینه ارائه می‌دهیم.

• استفاده از یک ابزار برای فولاد کربنی و استیل منجر به آلودگی سطحی در استنلس استیل می‌شود.
•  وارد کردن فشار زیاد و توقف روی یک نقطه باعث تغییر رنگ یا “بلوئینگ” می‌شود.
•  انتخاب نادرست گریت یا نوع ساینده که باعث تولید حرارت زیاد و کندی کار می‌شود.

بهترین شیوه‌ها و توصیه‌های صنعتی:

• اپراتورها باید آموزش دیده باشند تا تغییر در صدا و جرقه‌ها را تشخیص دهند.
•  نمونه‌های نهایی پرداخت مانند No.4، No.8 و غیره باید در محل کار نصب شوند تا بتوان آن‌ها را با قطعه درحال پرداخت مقایسه کرد.
• باید قطعات را به‌صورت متناوب و یکنواخت پرداخت کرد تا حرارت ایجاد نشود.
• پس از مراحل نهایی، باید تست پسیو برای تضمین دوام انجام شود.

جدول مقایسه سریع سنگ‌زنی و پرداخت

داده‌ها و مثال‌های صنعتی

مطالعات ابزارهای ساینده نشان می‌دهد که ساینده‌های سرامیکی و زیرکونیا در استیل ضدزنگ دوام بالاتر و نرخ براده برداری بیشتری نسبت به آلومینا دارند.
این ساینده ها اگرچه گران‌تر هستند، اما در خطوط تولید صنعتی به دلیل کاهش زمان کار و حرارت، در مجموع اقتصادی‌ترند. شرکت 3M نیز در دستورالعمل‌های خود مسیر دستیابی به فینیش‌های No.3 و No.4 را با ترکیب چند نوع دیسک ساینده پیشنهاد کرده است.

سخن آخر

تفاوت بین پرداخت و سنگ‌زنی را می‌توان در هدف و نتیجه هر فرایند خلاصه کرد:

• سنگ‌زنی برای ایجاد صافی‌سطح متناسب با عملکرد مکانیکی قطعه است.
• پرداخت‌کاری برای ایجاد جلوه زیبا، کیفیت ظاهری و دوام سطح است.

در کار با فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل، همیشه از ابزارهای مخصوص این آلیاژ استفاده کنید، سرعت و فشار را کنترل کنید و در نهایت پسیو شیمیایی را فراموش نکنید. در صنایع حساس (غذایی، دارویی، هسته‌ای)، پسیو و ثبت تست کیفیت الزامی است تا خوردگی یا آلودگی سطحی منجر به مردود شدن قطعات نشود.