Сечењето со воден млаз може да биде поедноставен метод на обработка, но е опремено со моќен перфоратор и бара од операторот да биде свесен за абењето и точноста на повеќе делови.
Наједноставното сечење со воден млаз е процесот на сечење на материјали со водени млазови под висок притисок. Оваа технологија обично е комплементарна со други технологии за обработка, како што се мелење, ласер, EDM и плазма. Во процесот на воден млаз, не се формираат штетни супстанции или пареа, ниту зона погодена од топлина или механички стрес. Водните млазови можат да сечат ултратенки детали на камен, стакло и метал; брзо да дупчат дупки во титаниум; да сечат храна; па дури и да убијат патогени во пијалоци и сосови.
Сите машини со воден млаз имаат пумпа што може да ја притисне водата за испорака до главата за сечење, каде што се претвора во надзвучен проток. Постојат два главни типа на пумпи: пумпи со директен погон и пумпи со бустер.
Улогата на пумпата со директен погон е слична на онаа на чистачот под висок притисок, а пумпата со три цилиндри ги придвижува трите клипови директно од електричниот мотор. Максималниот континуиран работен притисок е од 10% до 25% помал од сличните бустер пумпи, но сепак ги одржува помеѓу 20.000 и 50.000 psi.
Пумпите базирани на засилувач го сочинуваат поголемиот дел од пумпи со ултра висок притисок (т.е. пумпи над 30.000 psi). Овие пумпи содржат два течни кола, еден за вода, а другиот за хидраулика. Влезниот филтер за вода прво поминува низ филтер со кертриџ од 1 микрон, а потоа низ филтер од 0,45 микрони за да вшмука обична вода од чешма. Оваа вода влегува во бустер пумпата. Пред да влезе во бустер пумпата, притисокот на бустер пумпата се одржува на околу 90 psi. Тука, притисокот се зголемува на 60.000 psi. Пред водата конечно да го напушти пумпниот сет и да стигне до главата за сечење преку цевководот, водата поминува низ амортизерот. Уредот може да ги потисне флуктуациите на притисокот за да ја подобри конзистентноста и да ги елиминира импулсите што оставаат траги на обработуваниот дел.
Во хидрауличкото коло, електричниот мотор помеѓу електричните мотори влече масло од резервоарот за масло и го притиска. Маслото под притисок тече во колекторот, а вентилот на колекторот наизменично вбризгува хидраулично масло од двете страни на склопот на бисквитот и клипот за да го генерира тактното дејство на засилувачот. Бидејќи површината на клипот е помала од онаа на бисквитот, притисокот на маслото го „зголемува“ притисокот на водата.
Бустерот е клипна пумпа, што значи дека склопот со бисквит и клип испорачува вода под висок притисок од едната страна на бустерот, додека водата со низок притисок ја исполнува другата страна. Рециркулацијата, исто така, овозможува хидрауличното масло да се олади кога се враќа во резервоарот. Неповратниот вентил гарантира дека водата со низок и висок притисок може да тече само во една насока. Цилиндрите под висок притисок и крајните капачиња што ги обвиткуваат компонентите на клипот и бисквитот мора да ги исполнуваат посебните барања за да ги издржат силите на процесот и циклусите на постојан притисок. Целиот систем е дизајниран постепено да откажува, а истекувањето ќе тече кон специјални „отвори за одвод“, кои може да ги следи операторот со цел подобро да се закаже редовното одржување.
Специјална цевка под висок притисок ја транспортира водата до главата за сечење. Цевката може да обезбеди и слобода на движење на главата за сечење, во зависност од големината на цевката. Нерѓосувачкиот челик е материјал по избор за овие цевки, а постојат три вообичаени големини. Челичните цевки со дијаметар од 1/4 инч се доволно флексибилни за да се поврзат со спортска опрема, но не се препорачуваат за транспорт на вода под висок притисок на долги растојанија. Бидејќи оваа цевка е лесна за свиткување, дури и во ролна, должина од 10 до 20 стапки може да постигне X, Y и Z движење. Поголемите цевки од 3/8 инчи (3/8 инчи) обично носат вода од пумпата до дното на опремата што се движи. Иако може да се свитка, генерално не е погодна за опрема за движење на цевководи. Најголемата цевка, со димензии 9/16 инчи, е најдобра за транспорт на вода под висок притисок на долги растојанија. Поголемиот дијаметар помага да се намали губењето на притисокот. Цевките од оваа големина се многу компатибилни со големи пумпи, бидејќи големата количина вода под висок притисок, исто така, има поголем ризик од потенцијално губење на притисок. Сепак, цевките од оваа големина не можат да се свиткаат, а фитинзите треба да се инсталираат на аглите.
Машината за сечење со млаз вода е најраната машина за сечење со млаз вода, а нејзината историја може да се проследи до почетокот на 1970-тите. Во споредба со контактот или вдишувањето на материјали, тие произведуваат помалку вода врз материјалите, па затоа се погодни за производство на производи како што се автомобилски ентериери и пелени за еднократна употреба. Течноста е многу тенка - од 0,004 инчи до 0,010 инчи во дијаметар - и обезбедува екстремно детални геометрии со многу мала загуба на материјал. Силата на сечење е екстремно мала, а фиксирањето е обично едноставно. Овие машини се најпогодни за 24-часовна работа.
Кога се разгледува глава за сечење за машина со чист воден млаз, важно е да се запомни дека брзината на проток е резултат на микроскопските фрагменти или честички од материјалот за кинење, а не на притисокот. За да се постигне оваа голема брзина, вода под притисок тече низ мала дупка во скапоцен камен (обично сафир, рубин или дијамант) фиксиран на крајот од млазницата. Типичното сечење користи дијаметар на отворот од 0,004 инчи до 0,010 инчи, додека специјалните апликации (како што е прскан бетон) можат да користат големини до 0,10 инчи. При 40.000 psi, протокот од отворот патува со брзина од приближно Mach 2, а при 60.000 psi, протокот надминува Mach 3.
Различниот накит има различна експертиза во сечење со воден млаз. Сафирот е најчестиот материјал за општа намена. Тие траат приближно 50 до 100 часа време на сечење, иако примената на абразивен воден млаз ги преполови овие времиња. Рубините не се погодни за чисто сечење со воден млаз, но протокот на вода што го создаваат е многу погоден за абразивно сечење. Во процесот на абразивно сечење, времето на сечење за рубините е околу 50 до 100 часа. Дијамантите се многу поскапи од сафирите и рубините, но времето на сечење е помеѓу 800 и 2.000 часа. Ова го прави дијамантот особено погоден за 24-часовно работење. Во некои случаи, отворот на дијамантот може да се исчисти и ултразвучно и повторно да се употреби.
Кај абразивната машина со воден млаз, механизмот за отстранување на материјалот не е самиот проток на вода. Обратно, протокот ги забрзува абразивните честички за да го кородираат материјалот. Овие машини се илјадници пати помоќни од машините за сечење со чист воден млаз и можат да сечат тврди материјали како што се метал, камен, композитни материјали и керамика.
Абразивниот млаз е поголем од млазот од чиста вода, со дијаметар помеѓу 0,020 и 0,050 инчи. Тие можат да сечат купови и материјали со дебелина до 10 инчи без да создаваат зони погодени од топлина или механички стрес. Иако нивната цврстина е зголемена, силата на сечење на абразивниот млаз е сè уште помала од една фунта. Речиси сите операции на абразивно млазирање користат уред за млазирање и лесно можат да се префрлат од употреба со една глава на употреба со повеќе глави, па дури и абразивниот млаз вода може да се претвори во млаз од чиста вода.
Абразивот е тврд, специјално одбран и димензиониран песок - обично гранат. Различни големини на решетка се погодни за различни работни задачи. Мазна површина може да се добие со абразиви од 120 mesh, додека абразивите од 80 mesh се покажаа како посоодветни за апликации за општа намена. Брзината на сечење со абразив од 50 mesh е поголема, но површината е малку погруба.
Иако млазниците со вода се полесни за ракување од многу други машини, цевката за мешање бара внимание од операторот. Потенцијалот за забрзување на оваа цевка е како цевка од пушка, со различни големини и различен век на траење на замена. Долготрајната цевка за мешање е револуционерна иновација во сечењето со абразивен млаз вода, но цевката е сè уште многу кршлива - ако главата за сечење дојде во контакт со прицврстувач, тежок предмет или материјалот од целта, цевката може да се скрши. Оштетените цевки не можат да се поправат, па затоа намалувањето на трошоците бара минимизирање на замената. Современите машини обично имаат функција за автоматско откривање на судири за да се спречат судири со цевката за мешање.
Растојанието помеѓу цевката за мешање и целниот материјал е обично од 0,010 инчи до 0,200 инчи, но операторот мора да има предвид дека растојание поголемо од 0,080 инчи ќе предизвика глазура на горниот дел од исечениот раб на делот. Сечењето под вода и другите техники можат да го намалат или елиминираат ова глазирање.
Првично, цевката за мешање беше направена од волфрам карбид и имаше работен век од само четири до шест часа за сечење. Денешните ефтини композитни цевки можат да достигнат век на сечење од 35 до 60 часа и се препорачуваат за грубо сечење или обука на нови оператори. Композитната цементирана карбидна цевка го продолжува својот работен век на 80 до 90 часа за сечење. Висококвалитетната композитна цементирана карбидна цевка има век на сечење од 100 до 150 часа, е погодна за прецизна и секојдневна работа и покажува најпредвидливо концентрично абење.
Покрај обезбедувањето движење, машинските алати со воден млаз мора да вклучуваат и метод за прицврстување на работниот дел и систем за собирање и собирање вода и остатоци од машинските операции.
Стационарните и еднодимензионалните машини се наједноставните водени млазници. Стационарните водени млазници најчесто се користат во воздухопловството за сечење на композитните материјали. Операторот го внесува материјалот во потокот како лента пила, додека собирачот го собира потокот и остатоците. Повеќето стационарни водени млазници се чисти водени млазници, но не сите. Машината за сечење е варијанта на стационарната машина, во која производи како што е хартијата се внесуваат низ машината, а водениот млаз го сече производот на одредена ширина. Машина за попречно сечење е машина што се движи по оска. Тие често работат со машини за сечење за да направат мрежести шеми на производи како што се автомати за продажба како што се колачињата брауни. Машината за сечење го сече производот на одредена ширина, додека машината за попречно сечење го сече производот што се внесува под него.
Операторите не треба рачно да го користат овој тип на абразивен воден млаз. Тешко е да се помести исечениот предмет со одредена и конзистентна брзина, а тоа е и исклучително опасно. Многу производители дури и не нудат понуди за машини за овие поставки.
Масата XY, исто така наречена машина за сечење со рамна платформа, е најчестата дводимензионална машина за сечење со воден млаз. Чистите водни млазници сечат дихтунзи, пластика, гума и пена, додека абразивните модели сечат метали, композити, стакло, камен и керамика. Работната маса може да биде мала од 2 × 4 стапки или голема од 30 × 100 стапки. Вообичаено, контролата на овие машински алати се врши со CNC или PC. Серво моторите, обично со затворена јамка за повратни информации, обезбедуваат интегритет на положбата и брзината. Основната единица вклучува линеарни водилки, куќишта на лежишта и погони со топчести завртки, додека мостната единица ги вклучува и овие технологии, а резервоарот за собирање вклучува материјална потпора.
Работните маси XY обично се достапни во два вида: работната маса со средна шина со портален механизам вклучува две основни водилки и мост, додека конзолната работна маса користи основа и цврст мост. И двата типа машини вклучуваат некаков вид на прилагодување на висината на главата. Оваа прилагодливост по Z-оската може да биде во форма на рачна коленесто вратило, електричен завртка или целосно програмабилен серво завртка.
Капакот на работната маса XY обично е резервоар за вода исполнет со вода, кој е опремен со решетки или летвички за да го потпре работниот дел. Процесот на сечење ги троши овие потпори бавно. Чистењето на капакот може да се изврши автоматски, отпадот се складира во контејнерот или може да биде рачно, а операторот редовно ја чисти конзервата со лопата.
Како што се зголемува процентот на предмети без речиси никакви рамни површини, можностите со пет оски (или повеќе) се од суштинско значење за модерното сечење со воден млаз. За среќа, лесната глава на секачот и малата сила на отскокнување за време на процесот на сечење им даваат на инженерите за дизајн слобода што ја нема глодањето со големо оптоварување. Сечењето со пет оски со воден млаз првично користеше систем на шаблони, но корисниците наскоро се свртеа кон програмабилни пет оски за да се ослободат од трошоците за шаблони.
Сепак, дури и со наменски софтвер, 3D сечењето е покомплицирано од 2D сечењето. Композитниот дел од опашката на Боингот 777 е екстремен пример. Прво, операторот ја прикачува програмата и ја програмира флексибилната „погостик“ дршка. Надземниот кран го транспортира материјалот од деловите, а пружинската шипка се одвртува на соодветна висина и деловите се фиксираат. Специјалната Z-оска што не е за сечење користи контактна сонда за прецизно позиционирање на делот во просторот и точки за земање примероци за да се добие точната елевација и насока на делот. После тоа, програмата се пренасочува кон вистинската позиција на делот; сондата се повлекува за да направи простор за Z-оската на главата за сечење; програмата работи за да ги контролира сите пет оски за да ја одржи главата за сечење нормална на површината што треба да се сече и да работи според потребите. Патува со прецизна брзина.
Абразивите се потребни за сечење на композитни материјали или кој било метал поголем од 0,05 инчи, што значи дека ејекторот треба да се спречи да ја сече пружинската шипка и алатот по сечењето. Специјалното фаќање со точка е најдобриот начин да се постигне сечење со петосни водени млазници. Тестовите покажаа дека оваа технологија може да запре млазен авион со 50 коњски сили под 6 инчи. Рамката во облик на C го поврзува фаќачот со зглобот на Z-оската за правилно да ја фати топката кога главата го сече целиот обем на делот. Фаќачот со точка, исто така, го запира абразијата и троши челични топки со брзина од околу 0,5 до 1 фунта на час. Во овој систем, млазот е запрен со дисперзија на кинетичката енергија: откако млазот ќе влезе во стапицата, тој се среќава со содржаната челична топка, а челичната топка ротира за да ја потроши енергијата на млазот. Дури и кога е хоризонтално и (во некои случаи) наопаку, фаќачот со точка може да работи.
Не сите петосни делови се подеднакво сложени. Како што се зголемува големината на делот, прилагодувањето на програмата и проверката на положбата на делот и точноста на сечењето стануваат покомплицирани. Многу работилници користат 3Д машини за едноставно 2Д сечење и сложено 3Д сечење секој ден.
Операторите треба да бидат свесни дека постои голема разлика помеѓу точноста на делот и точноста на движењето на машината. Дури и машина со речиси совршена точност, динамичко движење, контрола на брзината и одлична повторување можеби нема да биде во можност да произведе „совршени“ делови. Точноста на готовиот дел е комбинација од грешка во процесот, грешка на машината (XY перформанси) и стабилност на работното парче (фиксација, рамност и стабилност на температурата).
При сечење материјали со дебелина помала од 1 инч, точноста на млазот вода обично е помеѓу ±0,003 и 0,015 инчи (0,07 до 0,4 mm). Точноста на материјали со дебелина поголема од 1 инч е во рамките на ±0,005 до 0,100 инчи (0,12 до 2,5 mm). Високо-перформансната XY маса е дизајнирана за точност на линеарно позиционирање од 0,005 инчи или поголема.
Потенцијалните грешки што влијаат на точноста вклучуваат грешки во компензацијата на алатот, грешки во програмирањето и движење на машината. Компензацијата на алатот е вредноста што се внесува во контролниот систем за да се земе предвид ширината на сечење на млазот - односно количината на патеката на сечење што мора да се прошири за да може завршниот дел да ја добие точната големина. За да се избегнат потенцијални грешки при работа со голема прецизност, операторите треба да извршат пробни сечења и да разберат дека компензацијата на алатот мора да се прилагоди за да одговара на фреквенцијата на абење на цевката за мешање.
Грешките во програмирањето најчесто се јавуваат затоа што некои XY контроли не ги прикажуваат димензиите на програмата за делови, што го отежнува откривањето на недостатокот на димензионално совпаѓање помеѓу програмата за делови и CAD цртежот. Важни аспекти на движењето на машината што можат да внесат грешки се празнината и повторувањето во механичката единица. Прилагодувањето на сервото е исто така важно, бидејќи неправилното прилагодување на сервото може да предизвика грешки во празнините, повторувањето, вертикалноста и треперењето. Малите делови со должина и ширина помала од 12 инчи не бараат толку многу XY табели како големите делови, па затоа можноста за грешки во движењето на машината е помала.
Абразивите сочинуваат две третини од оперативните трошоци на системите со воден млаз. Други вклучуваат струја, вода, воздух, заптивки, неповратни вентили, отвори, цевки за мешање, филтри за влез на вода и резервни делови за хидраулични пумпи и цилиндри под висок притисок.
Работата со полна моќност на почетокот изгледаше поскапо, но зголемувањето на продуктивноста ги надмина трошоците. Како што се зголемува брзината на проток на абразивот, брзината на сечење ќе се зголемува, а цената по инч ќе се намалува сè додека не се достигне оптималната точка. За максимална продуктивност, операторот треба да ја користи главата за сечење со најголема брзина на сечење и максимална коњска сила за оптимална употреба. Ако систем од 100 коњски сили може да работи само со глава од 50 коњски сили, тогаш оваа ефикасност може да се постигне со користење на две глави на системот.
Оптимизирањето на абразивното сечење со воден млаз бара внимание на специфичната ситуација, но може да обезбеди одлично зголемување на продуктивноста.
Не е мудро да се сече воздушен отвор поголем од 0,020 инчи бидејќи млазницата се отвора во отворот и грубо ги сече пониските нивоа. Блиско редење на листовите од материјалот може да го спречи ова.
Мерејте ја продуктивноста во однос на трошок по инч (т.е. бројот на делови произведени од системот), а не трошок по час. Всушност, брзото производство е неопходно за амортизација на индиректните трошоци.
Водните млазници што често пробиваат композитни материјали, стакло и камења треба да бидат опремени со контролер што може да го намали и зголеми притисокот на водата. Вакуумската помош и другите технологии ја зголемуваат веројатноста за успешно пробивање на кршливи или ламинирани материјали без оштетување на целниот материјал.
Автоматизацијата на ракувањето со материјали има смисла само кога ракувањето со материјали сочинува голем дел од трошоците за производство на делови. Абразивните машини со воден млаз обично користат рачно истоварување, додека сечењето плочи главно користи автоматизација.
Повеќето системи со воден млаз користат обична вода од чешма, а 90% од операторите на воден млаз не прават никакви подготовки освен омекнување на водата пред да ја испратат водата во влезниот филтер. Користењето обратна осмоза и дејонизатори за прочистување на водата може да биде примамливо, но отстранувањето на јони го олеснува апсорбирањето на јони од металите во пумпите и цевките под висок притисок. Може да го продолжи животниот век на отворот, но цената на замена на цилиндарот под висок притисок, неповратниот вентил и крајниот капак е многу поголема.
Сечењето под вода го намалува површинското замрзнување (исто така познато како „замаглување“) на горниот раб на абразивното сечење со воден млаз, а воедно значително го намалува бучавата од млазот и хаосот на работното место. Сепак, ова ја намалува видливоста на млазот, па затоа се препорачува користење на електронско следење на перформансите за откривање на отстапувања од врвните услови и запирање на системот пред оштетување на компонентите.
За системи што користат различни големини на абразивни сита за различни задачи, ве молиме користете дополнителен простор за складирање и мерење за вообичаените големини. Малите (100 lb) или големите (500 до 2.000 lb) масовни транспорти и сродните мерни вентили овозможуваат брзо префрлување помеѓу големините на мрежите на ситото, намалувајќи го времето на застој и маките, а воедно зголемувајќи ја продуктивноста.
Сепараторот може ефикасно да сече материјали со дебелина помала од 0,3 инчи. Иако овие навртки обично можат да обезбедат второ брусење на славината, тие можат да постигнат побрзо ракување со материјалот. Потврдите материјали ќе имаат помали етикети.
Машинирајте со абразивен воден млаз и контролирајте ја длабочината на сечење. За вистинските делови, овој процес во почетна фаза може да обезбеди убедлива алтернатива.
„Санлајт-Тек Инк.“ ги користеше центрите за микромашинска обработка и микроглодење со ласер „Микролушн“ на „ГиФ Мачининг Солушнс“ за да произведе делови со толеранции помали од 1 микрон.
Сечењето со воден млаз зазема важно место во областа на производството на материјали. Оваа статија разгледува како функционираат водените млазници за вашата продавница и го разгледува процесот.
Време на објавување: 04.09.2021