Rezanje WaterJet je lahko enostavnejša metoda obdelave, vendar je opremljen z močnim udarcem in od upravljavca zahteva, da ohrani ozaveščenost o obrabi in natančnosti več delov.
Najpreprostejše rezanje vodnih curkov je postopek rezanja vodnih curkov visokotlačnega v materiale. Ta tehnologija običajno dopolnjuje druge tehnologije za obdelavo, kot so rezkanje, laser, EDM in plazma. V postopku vodnega curka ne nastanejo škodljive snovi ali pare in ne nastanejo toplotno prizadeto območje ali mehanski stres. Vodni curki lahko režejo ultra tanke detajle na kamnu, steklu in kovini; Hitro izvrtajte luknje v titanu; rezana hrana; in celo ubijte patogene v pijačah in potopih.
Vsi stroji WaterJet imajo črpalko, ki lahko pritiska na vodo za dostavo v rezalno glavo, kjer se pretvori v nadzvočni tok. Obstajata dve glavni vrsti črpalk: črpalke na osnovi neposrednega pogona in črpalke na osnovi ojačevalnika.
Vloga črpalke za direktno pogonsko črpalko je podobna kot pri visokotlačnem čistilcu, trivaljna črpalka pa poganja tri ploščice neposredno iz električnega motorja. Največji neprekinjeni delovni tlak je od 10% do 25% nižji od podobnih črpalk, vendar jih še vedno ohranja med 20.000 in 50.000 psi.
Črpalke, ki temeljijo na intenzivni, sestavljajo večino ultra visokih tlačnih črpalk (to je črpalke nad 30.000 psi). Te črpalke vsebujejo dva tekoča vezja, eno za vodo, drugo pa za hidravliko. Vhodni filter vode najprej prehaja skozi 1 mikronski filter kartuše in nato 0,45 mikron filter, da sesa navadno vodo iz pipe. Ta voda vstopi v črpalko. Preden vstopi v spodbujevalno črpalko, se tlak spodbujevalne črpalke vzdržuje pri približno 90 psi. Tu se tlak poveča na 60.000 psi. Preden voda končno zapusti črpalko in doseže rezalno glavo skozi cevovod, voda prehaja skozi amortist. Naprava lahko zavira nihanja tlaka, da izboljša doslednost in odpravi impulze, ki puščajo oznake na obdelovancu.
V hidravličnem vezju električni motor med električnimi motorji črpa olje iz rezervoarja za olje in ga pritiska. Olje pod pritiskom teče v razdelilnik, ventil razdelilnika pa na obeh straneh biskvita in bata izmenično vbrizga hidravlično olje, da ustvari delovanje možganske kapi. Ker je površina bata manjša od konca biskvita, tlak olja "poveča" vodni tlak.
Booster je vzajemna črpalka, kar pomeni, da sklop piškota in bata prinaša visokotlačno vodo z ene strani ojačevalnika, medtem ko voda z nizkim pritiskom napolni na drugo stran. Recirkulacija omogoča tudi, da se hidravlično olje ohladi, ko se vrne v rezervoar. Chemping Valve zagotavlja, da lahko voda z nizkim tlakom in visokim pritiskom teče le v eno smer. Visokotlačni cilindri in končne pokrovčke, ki zajemajo komponente bata in piškotov, morajo izpolnjevati posebne zahteve, da prenesejo sile procesa in konstantne tlačne cikle. Celoten sistem je zasnovan tako, da postopoma ne uspe, puščanje pa bo priteklo v posebne "odtočne luknje", ki jih lahko spremlja upravljavec, da bi boljši redni vzdrževanje.
Posebna visoka tlačna cev prevaža vodo v rezalno glavo. Cev lahko zagotavlja tudi svobodo gibanja za rezalno glavo, odvisno od velikosti cevi. Nerjaveče jeklo je za te cevi izbran material in obstajajo tri pogoste velikosti. Jeklene cevi s premerom 1/4 palca so dovolj prilagodljive, da se lahko povežejo s športno opremo, vendar jih ni priporočljivo za prevoz z visokotlačno vodo na dolge razdalje. Ker se je ta cev enostavno upogniti, lahko tudi v zvitek, dolžina 10 do 20 čevljev doseže gibanje x, y in z. Večje 3/8-palčne cevi 3/8 palcev običajno nosijo vodo od črpalke do dna gibljive opreme. Čeprav je lahko upognjen, na splošno ni primeren za opremo za gibanje plinovodov. Največja cev, ki meri 9/16 centimetrov, je najboljša za prevoz visoke tlačne vode na dolge razdalje. Večji premer pomaga zmanjšati izgubo tlaka. Cevi te velikosti so zelo združljive z velikimi črpalkami, saj ima velika količina visoke tlačne vode tudi večje tveganje za potencialno izgubo tlaka. Vendar cevi te velikosti ni mogoče upogniti, okovje pa je treba namestiti na vogale.
Stroj za rezanje čistega vodnega curka je najzgodnejši stroj za rezanje vodnih curkov, njegovo zgodovino pa lahko zasledimo do zgodnjih sedemdesetih let. V primerjavi s stikom ali vdihavanjem materialov na materialih proizvajajo manj vode, zato so primerne za proizvodnjo izdelkov, kot so avtomobilska notranjost in plenice za enkratno uporabo. Tekočina je zelo tanka 0,004 palca do 0,010 palcev s premerom-in zagotavlja izjemno podrobne geometrije z zelo malo izgube materiala. Sila rezanja je izjemno nizka, pritrditev pa je običajno preprosta. Ti stroji so najbolj primerni za 24-urno delovanje.
Ko razmišljate o rezalni glavi za čisti stroj za vodo, si je treba zapomniti, da so hitrost pretoka mikroskopski fragmenti ali delci solznega materiala in ne tlak. Da bi dosegli to veliko hitrost, voda pod tlakom teče skozi majhno luknjo v dragulju (običajno safir, rubina ali diamant), pritrjena na koncu šobe. Tipično rezanje uporablja premer odprtine od 0,004 do 0,010 palcev, medtem ko lahko posebne aplikacije (na primer razpršeni beton) uporabljajo velikosti do 0,10 palca. Pri 40.000 psi pretok z odprtine potuje s hitrostjo približno Mach 2, pri 60.000 psi pa tok presega Mach 3.
Različni nakit ima različno strokovno znanje pri rezanju WaterJet. Sapphire je najpogostejši material s splošnim namenom. Zdržijo približno 50 do 100 ur rezanja, čeprav se v tem času prepolovi abrazivna nanos vodneje. Rubini niso primerni za čisto rezanje vode, vendar je pretok vode, ki jo proizvajajo, zelo primeren za abrazivno rezanje. V postopku abrazivnega rezanja je čas rezanja za rubine približno 50 do 100 ur. Diamanti so veliko dražji od safirjev in rubin, vendar je čas rezanja med 800 in 2000 urami. Zaradi tega je diamant še posebej primeren za 24-urno delovanje. V nekaterih primerih lahko diamantno odprtino tudi ultrazvočno očistimo in ponovno uporabimo.
V abrazivnem stroju WaterJet mehanizem odstranjevanja materiala ni sam pretok vode. Nasprotno pa tok pospešuje abrazivne delce, da korodira material. Ti stroji so tisočkrat močnejši od čistih strojev za rezanje vode in lahko režejo trde materiale, kot so kovina, kamen, sestavljeni materiali in keramika.
Abrazivni tok je večji od toka čistega vodnega curka, s premerom med 0,020 palcev in 0,050 palcev. Lahko režejo sklade in materiale debeline do 10 centimetrov, ne da bi ustvarili območja, ki so prizadela toplote ali mehanski stres. Čeprav se je njihova moč povečala, je rezalna sila abrazivnega toka še vedno manjša od enega kilograma. Skoraj vse abrazivne operacije curka uporabljajo napravo za jet in zlahka preklopite z enoglave uporabe na več glave, celo abrazivni vodni curek pa se lahko pretvori v čisti vodni curek.
Abraziv je trd, posebej izbrana in velikosti peščeno-običajno granata. Za različna delovna mesta so primerne različne velikosti omrežja. Z 120 mrežastimi abrazivi lahko dobimo gladko površino, 80 mrežnih abrazivov pa se je izkazalo za bolj primerne za uporabo splošne namene. 50 mrežaste abrazivne hitrosti rezanja je hitrejša, vendar je površina nekoliko bolj groba.
Čeprav je vodne letala lažje delovati kot mnogi drugi stroji, mešavna cev zahteva pozornost operaterja. Pospeševalni potencial te cevi je kot puška, z različnimi velikostmi in različno nadomestno življenjsko dobo. Dolgotrajna mešalna cev je revolucionarna inovacija pri rezanju abrazivnega vodnega curka, vendar je cev še vedno zelo krhka-če rezalna glava pride v stik z napeljavo, težkim predmetom ali ciljnim materialom, lahko cev zavira. Poškodovanih cevi ni mogoče popraviti, zato za zmanjšanje stroškov zahteva zmanjšanje zamenjave. Sodobni stroji imajo običajno samodejno funkcijo odkrivanja trkov, da preprečijo trke z mešalno cevjo.
Razdalja ločitve med mešalno cevjo in ciljnim materialom je običajno 0,010 palca do 0,200 palcev, vendar mora upravljavec upoštevati, da bo ločitev večja od 0,080 palcev povzročila zmrzovanje na vrhu rezanega roba dela. Podvodno rezanje in druge tehnike lahko to zmrzovanje zmanjšajo ali odpravijo.
Na začetku je bila mešalna cev narejena iz volframovega karbida in je imela samo življenjsko dobo od štiri do šest ur rezanja. Današnje nizkocenovne sestavljene cevi lahko dosežejo rezalno življenjsko dobo od 35 do 60 ur in jih priporočajo za grobo rezanje ali usposabljanje novih operaterjev. Kompozitna cementirana karbidna cev podaljša življenjsko dobo storitve na 80 do 90 ur rezanja. Kakovostna kompozitna cementirana karbidna cev ima rezalno življenjsko dobo 100 do 150 ur, primerna je za natančnost in vsakodnevno delo ter ima najbolj predvidljivo koncentrično obrabo.
Poleg zagotavljanja gibanja morajo vodni strojni strojni stroj vključevati tudi način pritrditve obdelovanca in sistem za zbiranje in zbiranje vode in naplavin iz obdelovalnih operacij.
Stacionarni in enodimenzionalni stroji so najpreprostejši vodni koščki. Stacionarne vodne letala se običajno uporabljajo v vesoljskem vesolju za obrezovanje sestavljenih materialov. Operater dovaja gradivo v potok kot žaga, lovilec pa zbira potok in naplavine. Večina stacionarnih vodnih plodov je čistih vodnih plodov, vendar ne vsi. Rezalni stroj je različica stacionarnega stroja, v katerem se izdelki, kot je papir, dovajajo skozi stroj, vodni curek pa izdelek razreže v določeno širino. Stroj za križanje je stroj, ki se premika po osi. Pogosto sodelujejo z rezalnimi stroji, da naredijo mrežne vzorce na izdelkih, kot so prodajni avtomati, kot so brbončice. Rezalni stroj izdelka razreže na določeno širino, medtem ko prečni rezalni stroj preseka izdelek, ki je bil pod njim.
Operaterji ne smejo ročno uporabljati te vrste abrazivnega vodnegajina. Težko je premakniti rezani predmet z določeno in dosledno hitrostjo in je izjemno nevaren. Številni proizvajalci za te nastavitve ne bodo niti citirali strojev.
XY miza, imenovana tudi rezalni stroj, je najpogostejši dvodimenzionalni rezalni stroj za vodo. Čisti vodni curki režejo telke, plastiko, gumo in peno, medtem ko abrazivni modeli režejo kovine, kompozite, steklo, kamnito in keramiko. Delovna miza je lahko majhna kot 2 × 4 čevljev ali velika od 30 × 100 čevljev. Običajno nadzor teh obdelovalnih strojev obravnava CNC ali PC. Servo motorji, običajno s povratnimi informacijami zaprte zanke, zagotavljajo celovitost položaja in hitrosti. Osnovna enota vključuje linearne vodnike, ohišja ležaja in kroglične pogone, medtem ko mostna enota vključuje tudi te tehnologije, rezervoar za zbiranje pa vključuje materialno podporo.
XY Workbenches običajno prihaja v dveh slogih: delovna miza srednjega tira vključuje dve osnovni vodniški tirnici in most, medtem ko konzolna delovna mehka uporablja bazo in togi most. Obe vrsti strojev vključujeta neko obliko prilagodljivosti višine glave. Ta prilagodljivost z osi lahko ima obliko ročnega ročaja, električnega vijaka ali popolnoma programirljivega servo vijaka.
Znesek na delovni mizi XY je ponavadi rezervoar za vodo, napolnjen z vodo, ki je opremljen z rešetki ali letvicami za podporo obdelovancu. Postopek rezanja te podpore porabi počasi. Past lahko samodejno očistimo, odpadki so shranjeni v posodi ali pa so ročni, upravljavec pa redno lopa pločevinko.
Ker se delež predmetov s skoraj ni ravnih površin poveča, so zmogljivosti za pet osi (ali več) bistvene za sodobno rezanje vodne telesne plošče. Na srečo lahka glava rezalnika in nizka sila odmika med postopkom rezanja inženirjem oblikovalcev zagotavljata svobodo, ki je nimajo rezkanja z visoko obremenitvijo. Pet osi rezanje WaterJet je sprva uporabil sistem predloge, vendar so se uporabniki kmalu obrnili na programirljivo pet osi, da bi se znebili stroškov predloge.
Vendar pa je tudi pri namenski programski opremi 3D rezanje bolj zapleteno kot 2D rezanje. Kompozitni repni del Boeinga 777 je skrajni primer. Najprej operater naloži program in programira prilagodljivo osebje "Pogostick". Zgornji žerjav prevaža material delov, vzmetna palica pa je odvisna do ustrezne višine in deli so pritrjeni. Posebna nerezana os Z uporablja kontaktno sondo za natančno namestitev dela v prostoru in vzorčnih točk, da dobi pravilno dvig in smer dela. Po tem se program preusmeri na dejanski položaj dela; Sonda se umakne tako, da naredi prostor za osi z rezalno glavo; Program poteka za nadzor vseh pet osi, da bo rezalna glava ostala pravokotna na površino, ki jo je treba rezati, in po potrebi po potrebi po potrebi.
Abrazivi morajo rezati sestavljene materiale ali katero koli kovino, večjo od 0,05 palca, kar pomeni, da je treba izmet po rezanju preprečiti, da bi rezali vzmetno palico in posteljo z orodjem. Posebna zajemanje točk je najboljši način za doseganje petosnega rezanja WaterJet. Testi so pokazali, da lahko ta tehnologija ustavi letalo s 50 konjskimi močmi pod 6 centimetrov. Okvir v obliki črke C povezuje lovilec z zapestjem osi z, da pravilno ujame kroglico, ko glava obreže celoten obseg dela. Lovilec točk tudi ustavi odrgnjenje in porabi jeklene kroglice s hitrostjo od približno 0,5 do 1 kilograma na uro. V tem sistemu se curek ustavi z disperzijo kinetične energije: Ko curek vstopi v past, naleti na zadrženo jekleno kroglico, jeklena kroglica pa se vrti, da porabi energijo curka. Tudi ko vodoravno in (v nekaterih primerih) na glavo lahko deluje lovilec krajev.
Niso vsi deli pet osi enako zapleteni. Ko se velikost dela povečuje, se prilagajanje programa in preverjanje položaja dela in natančnost rezanja postanejo bolj zapleteni. Mnoge trgovine uporabljajo 3D stroje za preprosto 2D rezanje in kompleksno 3D rezanje vsak dan.
Operaterji se morajo zavedati, da obstaja velika razlika med natančnostjo dela in natančnostjo gibanja stroja. Tudi stroj s skoraj popolno natančnostjo, dinamičnim gibanjem, nadzorom hitrosti in odličnim ponovljivosti morda ne bo mogel ustvariti "popolnih" delov. Natančnost končnega dela je kombinacija napake v procesu, napake stroja (XY zmogljivost) in stabilnosti obdelovanja (pritrdilna, ploščatnost in temperaturna stabilnost).
Pri rezanju materialov z debelino manj kot 1 palca je natančnost vodnega curka običajno med ± 0,003 do 0,015 palcev (0,07 do 0,4 mm). Natančnost materialov debeline več kot 1 palca je znotraj ± 0,005 do 0,100 palcev (0,12 do 2,5 mm). Tabela visokozmogljive XY je zasnovana za linearno natančnost pozicioniranja 0,005 palcev ali več.
Potencialne napake, ki vplivajo na natančnost, vključujejo napake pri kompenzaciji orodja, napake programiranja in gibanje strojev. Kompenzacija orodja je vhod vrednosti v nadzorni sistem, da upošteva širino rezanja curka-to je, količina rezalne poti, ki jo je treba razširiti, da lahko končni del doseže pravilno velikost. Da bi se izognili morebitnim napakam pri visokem natančnem delu, morajo operaterji izvajati preizkusne reze in razumeti, da je treba kompenzacija orodja prilagoditi tako, da ustreza frekvenci obrabe mešanja cevi.
Napake v programiranju najpogosteje se pojavljajo, ker nekatere kontrole XY ne prikazujejo dimenzij na programu dela, zato je težko zaznati pomanjkanje dimenzijskih ujemanja med programom dela in risbo CAD. Pomembni vidiki gibanja stroja, ki lahko vnesejo napake, sta vrzel in ponovljivost v mehanski enoti. Pomembna je tudi prilagoditev servo, saj lahko nepravilna prilagoditev servo povzroči napake pri vrzeli, ponovljivosti, vertikalnosti in klepetanju. Majhni deli z dolžino in širino manj kot 12 centimetrov ne potrebujejo toliko miz XY kot veliki deli, zato je možnost napak na stroju manjša.
Abrazivi predstavljajo dve tretjini obratovalnih stroškov sistemov WaterJet. Drugi vključujejo moč, vodo, zrak, tesnila, preverjanje ventilov, odprtine, mešalne cevi, vodne dovodne filtre in rezervne dele za hidravlične črpalke in visokotlačne jeklenke.
Popolno delovanje se je na začetku zdelo dražje, vendar je povečanje produktivnosti preseglo stroške. Ko se abrazivni pretok povečuje, se bo hitrost rezanja povečala in stroški na palec se bodo znižali, dokler ne doseže optimalne točke. Za največjo produktivnost mora upravljavec zagnati rezalno glavo pri najhitrejši hitrosti rezanja in največjo konjsko močjo za optimalno uporabo. Če sistem s 100 konjskimi močmi lahko poganja samo 50 konjskih moči, potem lahko teče po dveh glavah v sistemu doseže to učinkovitost.
Optimizacija abrazivnega rezanja vodnejeta zahteva pozornost na določene razmere, vendar lahko zagotovi odlično povečanje produktivnosti.
Nepastno je zmanjšati zračno vrzel, večjo od 0,020 palca, ker se curek odpre v reži in približno zmanjša nižje ravni. Tesno zlaganje materialnih listov lahko to prepreči.
Izmerite produktivnost v smislu stroškov na palec (to je število delov, ki jih izdeluje sistem), ne stroški na uro. Pravzaprav je hitra proizvodnja potrebna za amortizacijo posrednih stroškov.
Vodne koščke, ki pogosto prebijajo sestavljene materiale, steklo in kamne, je treba opremiti s krmilnikom, ki lahko zniža in poveča vodni tlak. Vakuumsko pomoč in druge tehnologije povečujejo verjetnost uspešnega prebode krhkih ali laminiranih materialov, ne da bi poškodovali ciljni material.
Avtomatizacija ravnanja z materiali je smiselna le, če ravnanje z materialom predstavlja velik del proizvodnih stroškov delov. Abrazivni stroji WaterJet običajno uporabljajo ročno razkladanje, rezanje plošč pa v glavnem uporablja avtomatizacijo.
Večina sistemov WaterJet uporablja navadno vodo iz pipe, 90% operaterjev WaterJet pa ne pripravlja drugih, razen mehčanja vode, preden pošlje vodo v dovodni filter. Uporaba reverzne osmoze in deionizatorjev za čiščenje vode je lahko mamljiva, vendar odstranjevanje ionov olajša absorbiranje ionov iz kovin v črpalkah in visokotlačnih ceveh. Lahko podaljša življenjsko dobo odprtine, vendar so stroški zamenjave visokotlačnega valja, preverjanja ventila in končnega pokrova veliko višji.
Podvodno rezanje zmanjšuje površinsko zmrzovanje (znano tudi kot "meglenje") na zgornjem robu rezanja abrazivnega vodnega vložka, hkrati pa močno zmanjšuje tudi hrup in kaos na delovnem mestu. Vendar to zmanjšuje vidnost curka, zato je priporočljivo uporabiti elektronsko spremljanje zmogljivosti za odkrivanje odstopanj od največjih pogojev in zaustavitev sistema pred kakršno koli škodo komponente.
Za sisteme, ki uporabljajo različne abrazivne velikosti zaslona za različna opravila, uporabite dodatno shranjevanje in merjenje za skupne velikosti. Majhni (100 lb) ali veliki (500 do 2000 lb) razsuti prenos in z njimi povezani merni ventili omogočajo hitro preklapljanje med velikostmi zaslona, zmanjšanje izpadov in težavami, hkrati pa povečuje produktivnost.
Separator lahko učinkovito razreže materiale z debelino manj kot 0,3 palca. Čeprav lahko te vdolbine običajno zagotovijo drugo mletje pipe, lahko dosežejo hitrejše ravnanje z materiali. Tržji materiali bodo imeli manjše etikete.
Stroj z abrazivnim vodnim curek in nadzoruje globino rezanja. Za prave dele lahko ta nastali postopek zagotavlja prepričljivo alternativo.
Sunlight-Tech Inc. je uporabil lasersko mikromahiniranje in mikromilling centri za mikrolucijo GF za proizvodnjo delov s tolerancami, manjšimi od 1 mikrona.
Rezanje WaterJet zaseda mesto na področju proizvodnje materiala. Ta članek obravnava, kako WaterJets delujejo za vašo trgovino in gleda na postopek.
Čas objave: SEP-04-2021