Резање воденим млазом може бити једноставнија метода обраде, али је опремљено снажним ударцем и захтева од оператера да одржава свест о хабању и прецизности више делова.
Најједноставније сечење воденим млазом је процес резања водених млаза под високим притиском у материјале.Ова технологија је обично комплементарна другим технологијама обраде, као што су глодање, ласер, ЕДМ и плазма.У процесу воденог млаза не стварају се штетне материје или пара, нити се формира зона под утицајем топлоте или механичко напрезање.Млазнице воде могу да исеку ултра танке детаље на камену, стаклу и металу;брзо бушити рупе у титанијуму;исечена храна;па чак и убијају патогене у пићима и умацима.
Све машине за водени млаз имају пумпу која може да притисне воду за испоруку до главе за сечење, где се она претвара у надзвучни ток.Постоје две главне врсте пумпи: пумпе са директним погоном и пумпе за повишење притиска.
Улога пумпе са директним погоном је слична оној код чистача високог притиска, а троцилиндрична пумпа покреће три клипа директно из електромотора.Максимални континуирани радни притисак је 10% до 25% нижи од сличних пумпи за повишење притиска, али их то и даље држи између 20.000 и 50.000 пси.
Пумпе засноване на интензивирању чине већину пумпи ултра високог притиска (то јест, пумпе преко 30.000 пси).Ове пумпе садрже два круга флуида, један за воду, а други за хидраулику.Филтер за довод воде прво пролази кроз филтер улошка од 1 микрона, а затим филтер од 0,45 микрона да би усисао обичну воду из славине.Ова вода улази у бустер пумпу.Пре него што уђе у пумпу за повишење притиска, притисак пумпе за повишење притиска се одржава на око 90 пси.Овде се притисак повећава на 60.000 пси.Пре него што вода коначно напусти пумпни сет и дође до главе за сечење кроз цевовод, вода пролази кроз амортизер.Уређај може да потисне флуктуације притиска како би побољшао конзистентност и елиминисао импулсе који остављају трагове на радном комаду.
У хидрауличном колу, електромотор између електромотора црпи уље из резервоара за уље и подиже га под притиском.Уље под притиском тече до разводника, а вентил колектора наизменично убризгава хидраулично уље на обе стране склопа бисквита и клипа како би се створио радни ход појачивача.Пошто је површина клипа мања од површине бисквита, притисак уља „повећава“ притисак воде.
Појачивач је клипна пумпа, што значи да склоп бисквита и клипа испоручује воду под високим притиском са једне стране појачивача, док вода под ниским притиском пуни другу страну.Рециркулација такође омогућава да се хидраулично уље охлади када се врати у резервоар.Неповратни вентил осигурава да вода под ниским и високим притиском може да тече само у једном правцу.Цилиндри високог притиска и завршни поклопци који обухватају клип и компоненте кекса морају испуњавати посебне захтеве да издрже силе процеса и циклусе константног притиска.Цео систем је дизајниран тако да постепено пропада, а цурење ће тећи у посебне „одводне рупе“, које оператер може да надгледа како би боље заказао редовно одржавање.
Специјална цев под високим притиском транспортује воду до главе за сечење.Цев такође може да обезбеди слободу кретања за резну главу, у зависности од величине цеви.Нерђајући челик је материјал избора за ове цеви, а постоје три уобичајене величине.Челичне цеви пречника 1/4 инча су довољно флексибилне за повезивање са спортском опремом, али се не препоручују за транспорт воде под високим притиском на велике удаљености.Пошто се ова цев лако савија, чак и у ролну, дужином од 10 до 20 стопа може се постићи Кс, И и З кретање.Веће цеви од 3/8 инча од 3/8 инча обично носе воду од пумпе до дна покретне опреме.Иако се може савити, генерално није погодан за опрему за кретање цевовода.Највећа цев, димензија 9/16 инча, најбоља је за транспорт воде под високим притиском на велике удаљености.Већи пречник помаже у смањењу губитка притиска.Цеви ове величине су веома компатибилне са великим пумпама, јер велика количина воде под високим притиском такође има већи ризик од потенцијалног губитка притиска.Међутим, цеви ове величине не могу се савијати, а на угловима треба поставити фитинге.
Машина за сечење чистом водом је најранија машина за сечење воденим млазом, а њена историја се може пратити до раних 1970-их.У поређењу са контактом или удисањем материјала, они производе мање воде на материјалима, тако да су погодни за производњу производа као што су аутомобилски ентеријери и пелене за једнократну употребу.Течност је веома танка - 0,004 инча до 0,010 инча у пречнику - и пружа изузетно детаљне геометрије са врло малим губитком материјала.Сила резања је изузетно мала, а фиксирање је обично једноставно.Ове машине су најпогодније за 24-часовни рад.
Када размишљате о глави за сечење за чисту машину за млаз воде, важно је запамтити да је брзина протока микроскопски фрагменти или честице материјала за цепање, а не притисак.Да би се постигла ова велика брзина, вода под притиском тече кроз малу рупу у драгуљу (обично сафир, рубин или дијамант) причвршћеном на крају млазнице.Типично сечење користи пречник отвора од 0,004 инча до 0,010 инча, док посебне апликације (као што је прскани бетон) могу користити величине до 0,10 инча.На 40.000 пси, проток из отвора путује брзином од приближно 2 маха, а на 60.000 пси, проток прелази 3 маха.
Различити накит има различиту стручност у резању воденим млазом.Сафир је најчешћи материјал опште намене.Трају отприлике 50 до 100 сати времена резања, иако наношење абразивног воденог млаза преполови ово време.Рубини нису погодни за чисто резање воденим млазом, али проток воде који производе је веома погодан за абразивно сечење.У процесу абразивног сечења, време резања рубина је око 50 до 100 сати.Дијаманти су много скупљи од сафира и рубина, али време сечења је између 800 и 2.000 сати.Ово чини дијамант посебно погодним за 24-часовни рад.У неким случајевима, дијамантски отвор се такође може ултразвучно очистити и поново користити.
У абразивној машини за водени млаз, механизам уклањања материјала није сам ток воде.Насупрот томе, проток убрзава абразивне честице да кородирају материјал.Ове машине су хиљадама пута снажније од машина за сечење чистом водом и могу да секу тврде материјале као што су метал, камен, композитни материјали и керамика.
Абразивна струја је већа од струје чистог воденог млаза, са пречником између 0,020 инча и 0,050 инча.Они могу да секу хрпе и материјале дебљине до 10 инча без стварања зона под утицајем топлоте или механичког напрезања.Иако се њихова снага повећала, сила резања абразивне струје је и даље мања од једне фунте.Скоро све операције абразивног млаза користе уређај за млазирање и могу се лако пребацити са употребе једне главе на употребу са више глава, а чак се и абразивни водени млаз може претворити у млаз чисте воде.
Абразив је тврд, посебно одабран и песка величине - обично гранат.Различите величине мреже су погодне за различите послове.Глатка површина се може постићи са абразивима од 120 месх, док су се абразиви са 80 мрежама показали погоднијим за примену опште намене.Брзина абразивног резања од 50 месх је већа, али је површина нешто грубља.
Иако су водени млазници лакши за руковање од многих других машина, цев за мешање захтева пажњу оператера.Потенцијал убрзања ове цеви је попут цеви пушке, са различитим величинама и различитим веком замене.Дуготрајна цев за мешање је револуционарна иновација у резању абразивним воденим млазом, али је цев и даље веома крхка - ако глава за сечење дође у контакт са учвршћењем, тешким предметом или циљним материјалом, цев може да се кочи.Оштећене цеви се не могу поправити, тако да смањење трошкова захтева минимизирање замене.Савремене машине обично имају аутоматску функцију детекције судара како би спречиле сударе са цеви за мешање.
Растојање између цеви за мешање и циљаног материјала је обично 0,010 инча до 0,200 инча, али оператер мора имати на уму да ће размак веће од 0,080 инча изазвати глазуру на врху резане ивице дела.Подводно сечење и друге технике могу смањити или елиминисати ову глазуру.
У почетку, цев за мешање је била направљена од волфрамовог карбида и имала је само век трајања од четири до шест сати резања.Данашње јефтине композитне цеви могу достићи век сечења од 35 до 60 сати и препоручују се за грубо сечење или обуку нових оператера.Композитна цементна карбидна цев продужава свој радни век на 80 до 90 сати резања.Висококвалитетна композитна цементна карбидна цев има век резања од 100 до 150 сати, погодна је за прецизан и свакодневни рад и показује најпредвидљивије концентрично хабање.
Поред обезбеђивања кретања, алатне машине са воденим млазом морају да садрже и метод обезбеђења радног предмета и систем за сакупљање и сакупљање воде и остатака из операција обраде.
Стационарне и једнодимензионалне машине су најједноставнији водени млазници.Стационарни водени млазници се обично користе у ваздухопловству за обрезивање композитних материјала.Оператер уноси материјал у поток као трачна тестера, док хватач сакупља поток и остатке.Већина стационарних водених млазница су чисти водени млазници, али не сви.Машина за сечење је варијанта стационарне машине, у којој се производи попут папира убацују кроз машину, а водени млаз сече производ на одређену ширину.Машина за попречно сечење је машина која се креће дуж осе.Често раде са машинама за резање како би направили шаре попут мреже на производима као што су продајне машине као што су колачићи.Машина за сечење сече производ на одређену ширину, док машина за попречно сечење попречно сече производ који се увлачи испод њега.
Руковаоци не би требало ручно да користе ову врсту абразивног воденог млаза.Одсечени предмет је тешко померити одређеном и доследном брзином и изузетно је опасно.Многи произвођачи неће чак ни цитирати машине за ова подешавања.
КСИ сто, који се назива и машина за сечење са равним плочама, најчешћа је дводимензионална машина за сечење воденим млазом.Чисти водени млазници секу заптивке, пластику, гуму и пену, док абразивни модели секу метале, композите, стакло, камен и керамику.Радни сто може бити мали као 2 × 4 стопе или велики до 30 × 100 стопа.Обично, управљање овим алатним машинама обавља ЦНЦ или ПЦ.Серво мотори, обично са повратном спрегом затворене петље, обезбеђују интегритет положаја и брзине.Основна јединица обухвата линеарне вођице, кућишта лежаја и кугличне навојне погоне, док мосна јединица такође обухвата ове технологије, а сабирни резервоар укључује материјални ослонац.
КСИ радни столови се обично испоручују у два стила: портални радни сто са средњом шином укључује две основне водилице и мост, док конзолни радни сто користи базу и крути мост.Оба типа машина укључују неки облик подешавања висине главе.Ова могућност подешавања З-осе може бити у облику ручне полуге, електричног завртња или потпуно програмабилног серво завртња.
Отвор на КСИ радном столу је обично резервоар за воду напуњен водом, који је опремљен решеткама или летвицама за подупирање радног предмета.Процес сечења полако троши ове носаче.Замка се може чистити аутоматски, отпад се складишти у контејнеру, или може бити ручно, а оператер редовно лопатом баца конзерву.
Како се повећава удео предмета који готово да немају равних површина, могућности петооса (или више) су неопходне за модерно сечење воденим млазом.На срећу, лагана глава резача и мала сила трзања током процеса сечења дају дизајнерским инжењерима слободу коју нема глодање са великим оптерећењем.Петоосно резање воденим млазом у почетку је користило систем шаблона, али су се корисници убрзо окренули програмабилним петоосним како би се ослободили трошкова шаблона.
Међутим, чак и са наменским софтвером, 3Д сечење је компликованије од 2Д сечења.Композитни репни део Боинга 777 је екстреман пример.Прво, оператер учитава програм и програмира флексибилно „погостицк“ особље.Мостна дизалица транспортује материјал делова, а опружна шипка се одврне на одговарајућу висину и делови се фиксирају.Специјална оса З која се не сече користи контактну сонду за прецизно позиционирање дела у простору и тачке узорка да би се добила тачна висина и правац дела.Након тога, програм се преусмерава на стварну позицију дела;сонда се повлачи како би се направило место за З-осу резне главе;Програм ради како би контролисао свих пет оса да би резна глава била окомита на површину која се сече и да би радио по потреби. Путујте прецизном брзином.
Абразиви су потребни за сечење композитних материјала или било ког метала већег од 0,05 инча, што значи да избацивач треба да се спречи да сече опружну шипку и лежиште алата након сечења.Посебно хватање тачака је најбољи начин да се постигне петоосно сечење воденим млазом.Тестови су показали да ова технологија може зауставити млазни авион од 50 коњских снага испод 6 инча.Оквир у облику слова Ц повезује хватач са зглобом по З-оси како би правилно ухватио лопту када глава исече цео обим дела.Хватач тачке такође зауставља абразију и троши челичне куглице брзином од око 0,5 до 1 фунте на сат.У овом систему, млаз се зауставља дисперзијом кинетичке енергије: након што млаз уђе у замку, наиђе на садржану челичну куглу, а челична кугла се ротира да би потрошила енергију млаза.Чак и када је хоризонтално и (у неким случајевима) наопако, хватач места може да ради.
Нису сви делови са пет оса подједнако сложени.Како се величина дела повећава, подешавање програма и провера положаја дела и тачности сечења постају компликованији.Многе продавнице свакодневно користе 3Д машине за једноставно 2Д сечење и сложено 3Д сечење.
Оператери треба да буду свесни да постоји велика разлика између тачности дела и тачности кретања машине.Чак и машина са скоро савршеном прецизношћу, динамичким кретањем, контролом брзине и одличном поновљивошћу можда неће моћи да произведе „савршене“ делове.Тачност готовог дела је комбинација грешке процеса, грешке машине (КСИ перформансе) и стабилности радног комада (фиксирање, равност и стабилност температуре).
Када се сече материјали дебљине мање од 1 инча, тачност воденог млаза је обично између ±0,003 до 0,015 инча (0,07 до 0,4 мм).Тачност материјала дебљине више од 1 инча је у границама ±0,005 до 0,100 инча (0,12 до 2,5 мм).КСИ сто високих перформанси је дизајниран за линеарну тачност позиционирања од 0,005 инча или више.
Потенцијалне грешке које утичу на тачност укључују грешке компензације алата, грешке у програмирању и кретање машине.Компензација алата је вредност која се уноси у контролни систем како би се узела у обзир ширина резања млаза, односно, количина путање сечења која се мора проширити да би завршни део добио тачну величину.Да би се избегле потенцијалне грешке у раду високе прецизности, оператери треба да изврше пробне резове и разумеју да компензација алата мора бити подешена тако да одговара учесталости хабања цеви за мешање.
Грешке у програмирању најчешће се јављају зато што неке КСИ контроле не приказују димензије на програму делова, што отежава откривање недостатка подударности димензија између програма делова и ЦАД цртежа.Важни аспекти кретања машине који могу довести до грешака су празнина и поновљивост у механичкој јединици.Подешавање серво уређаја је такође важно, јер неправилно подешавање серво уређаја може да изазове грешке у празнинама, поновљивости, вертикалности и брбљању.Мали делови дужине и ширине мање од 12 инча не захтевају толико КСИ столова као велики делови, тако да је могућност грешака у кретању машине мања.
Абразиви чине две трећине оперативних трошкова система за млаз воде.Други укључују струју, воду, ваздух, заптивке, неповратне вентиле, отворе, цеви за мешање, филтере за улаз воде и резервне делове за хидрауличне пумпе и цилиндре високог притиска.
Рад са пуном снагом је у почетку изгледао скупљи, али је повећање продуктивности премашило цену.Како се проток абразива повећава, брзина резања ће се повећати и цена по инчу ће се смањивати док не достигне оптималну тачку.За максималну продуктивност, руковалац треба да покреће резну главу при највећој брзини сечења и максималном коњском снагом за оптималну употребу.Ако систем од 100 коњских снага може да покреће само главу од 50 коњских снага, онда покретање две главе на систему може постићи ову ефикасност.
Оптимизација резања абразивним воденим млазом захтева пажњу на специфичну ситуацију при руци, али може да обезбеди одлично повећање продуктивности.
Није мудро сећи ваздушни зазор већи од 0,020 инча јер се млаз отвара у отвору и грубо сече ниже нивое.Блиско слагање листова материјала може то спречити.
Измерите продуктивност у смислу цене по инчу (то јест, броја делова које систем производи), а не цене по сату.У ствари, брза производња је неопходна да би се амортизовали индиректни трошкови.
Водени млазници који често пробијају композитне материјале, стакло и камење треба да буду опремљени контролером који може смањити и повећати притисак воде.Вакуумска помоћ и друге технологије повећавају вероватноћу успешног пробијања крхких или ламинираних материјала без оштећења циљаног материјала.
Аутоматизација руковања материјалом има смисла само када руковање материјалом чини велики део трошкова производње делова.Абразивне машине за водени млаз обично користе ручно истовар, док сечење плоча углавном користи аутоматизацију.
Већина система за млаз воде користи обичну воду из славине, а 90% оператера водених млазница не врши никакве припреме осим омекшавања воде пре слања воде у улазни филтер.Коришћење реверзне осмозе и деионизатора за пречишћавање воде може бити примамљиво, али уклањање јона олакшава води да апсорбује јоне из метала у пумпама и цевима високог притиска.Може продужити век трајања отвора, али је цена замене цилиндра високог притиска, неповратног вентила и завршног поклопца много већа.
Подводно сечење смањује залеђивање површине (познато и као „замагљивање“) на горњој ивици абразивног резања воденим млазом, док такође у великој мери смањује буку млаза и хаос на радном месту.Међутим, ово смањује видљивост млаза, па се препоручује коришћење електронског праћења перформанси да би се открила одступања од вршних услова и зауставила систем пре било каквог оштећења компоненте.
За системе који користе различите абразивне величине сита за различите послове, користите додатни простор за складиштење и дозирање за уобичајене величине.Мали (100 лб) или велики (500 до 2.000 лб) транспорт у расутом стању и повезани вентили за дозирање омогућавају брзо пребацивање између величине мреже сита, смањујући време застоја и гњаважу, уз повећање продуктивности.
Сепаратор може ефикасно да сече материјале дебљине мање од 0,3 инча.Иако ове ушице обично могу да обезбеде друго млевење славине, могу постићи брже руковање материјалом.Тврђи материјали ће имати мање етикете.
Машина са абразивним воденим млазом и контролише дубину сечења.За праве делове, овај процес у настајању може пружити убедљиву алтернативу.
Сунлигхт-Тецх Инц. користи Мицролутион ласерске центре за микромашинску обраду и микроглодање компаније ГФ Мацхининг Солутионс за производњу делова са толеранцијама мањим од 1 микрона.
Резање воденим млазом заузима место у области производње материјала.Овај чланак говори о томе како водени млазници раде за вашу продавницу и разматра процес.
Време поста: Сеп-04-2021