Řezání vodních paprsků může být jednodušší metodou zpracování, ale je vybavena silným úderem a vyžaduje, aby operátor udržoval povědomí o opotřebení a přesnost více částí.
Nejjednodušší řezání vodovodních paprsků je proces řezání vysokotlakých vodních trysek do materiálů. Tato technologie se obvykle doplňuje jinými technologiemi zpracování, jako je frézování, laser, EDM a plazma. V procesu vodního proudu se vytvářejí žádné škodlivé látky ani pára a není vytvořena žádná zóna postižená teplem ani mechanický napětí. Vodní trysky mohou nakrájet ultratenké detaily na kameni, sklenici a kovu; Rychle vyvrtejte otvory v titanu; řezané jídlo; a dokonce zabíjet patogeny v nápojích a poklesech.
Všechny stroje na vodu mají čerpadlo, které dokáže tlačit vodu pro dodávku do řezací hlavy, kde je převedena na nadzvukový tok. Existují dva hlavní typy čerpadla: čerpadla na bázi přímého pohonu a čerpadla na bázi posilovačů.
Role přímého pohonného čerpadla je podobná roli vysokotlakého čističe a tříválcové čerpadlo řídí tři plungers přímo z elektrického motoru. Maximální kontinuální pracovní tlak je o 10% až 25% nižší než podobná posilovací čerpadla, ale to je stále udržuje mezi 20 000 a 50 000 psi.
Čerpadla na bázi zesilovače tvoří většinu ultra vysokých tlakových čerpadel (tj. Čerpadla nad 30 000 psi). Tato čerpadla obsahují dva obvody tekutin, jeden pro vodu a druhou pro hydrauliku. Vstupní filtr voda nejprve prochází filtrem 1 mikronové kazety a poté 0,45 mikronovým filtrem, který nasává běžnou vodovodní vodu. Tato voda vstupuje do posilovacího čerpadla. Než vstoupí do posilovacího čerpadla, tlak posilovacího čerpadla je udržován na asi 90 psi. Zde se tlak zvýší na 60 000 psi. Než voda konečně opustí sadu čerpadla a dosáhne řezací hlavy potrubí, voda prochází skrz absorbér šoku. Zařízení může potlačit kolísání tlaku, aby se zlepšila konzistence a eliminovala impulzy, které ponechávají značky na obrobku.
V hydraulickém obvodu elektrický motor mezi elektrickými motory čerpá olej z olejové nádrže a tlačí jej. Tlakový olej teče do potrubí a ventil rozdělovače střídavě vstřikuje hydraulický olej na obou stranách sestavy sušenky a pístu, aby vytvořil účinek na posilovač. Protože povrch pístu je menší než povrch sušenky, tlak oleje „zvyšuje“ tlak vody.
Posilovač je reciproční čerpadlo, což znamená, že sestava sušenek a pístu dodává vysokotlakou vodu z jedné strany posilovače, zatímco druhou stranu vyplňuje nízkotlaká voda. Recirkulace také umožňuje, aby se hydraulický olej ochladil, když se vrátí do nádrže. Zkontrolovací ventil zajišťuje, že nízkotlaká a vysokotlaká voda může proudit pouze v jednom směru. Vysokotlaké válce a koncové uzávěry, které zapouzdřují složky pístu a sušenky, musí splňovat zvláštní požadavky, aby odolaly silám procesu a cyklu s konstantním tlakem. Celý systém je navržen tak, aby postupně selhal, a únik bude proudit do speciálních „vypouštěcích otvorů“, které může operátor monitorovat, aby se lépe naplánoval pravidelnou údržbu.
Speciální vysokotlaká trubka přenáší vodu do řezací hlavy. Trubka může také poskytnout svobodu pohybu pro řezací hlavu, v závislosti na velikosti potrubí. Nerezová ocel je pro tyto trubky materiálem a existují tři běžné velikosti. Ocelové trubky s průměrem 1/4 palce jsou dostatečně flexibilní, aby se připojily ke sportovnímu vybavení, ale nedoporučují se pro přepravu vysokotlaké vody na dlouhou vzdálenost. Protože se tato trubice snadno ohýbá, dokonce i do role, délka 10 až 20 stop může dosáhnout pohybu x, y a z. Větší 3/8palcové trubky 3/8 palce obvykle nesou vodu z čerpadla na dno pohyblivého zařízení. Ačkoli to může být ohnuté, obecně není vhodné pro zařízení s pohybem potrubí. Největší trubka, měřící 9/16 palců, je nejlepší pro přepravu vysokotlaké vody na velké vzdálenosti. Větší průměr pomáhá snižovat ztrátu tlaku. Trubky této velikosti jsou velmi kompatibilní s velkými čerpadly, protože velké množství vysokotlaké vody má také větší riziko potenciální tlakové ztráty. Potrubí této velikosti však nelze ohnout a v rozích je třeba instalovat armatury.
Čisté řezací stroj na vodu je nejčasnější řezací stroj na vodní paprsky a jeho historii lze vysledovat až do počátku 70. let. Ve srovnání s kontaktem nebo inhalací materiálů produkují na materiálech méně vody, takže jsou vhodné pro výrobu produktů, jako jsou automobilové interiéry a jednorázové plenky. Tekutina je velmi tenká-0,004 palce až 0,010 palce v průměru-a poskytuje extrémně podrobné geometrie s velmi malou ztrátou materiálu. Řezací síla je extrémně nízká a upevnění je obvykle jednoduché. Tyto stroje jsou nejvhodnější pro 24hodinovou provoz.
Při zvažování řezací hlavy pro stroj na čistě vodu je důležité si uvědomit, že rychlostí toku jsou mikroskopické fragmenty nebo částice trhacího materiálu, nikoli tlak. K dosažení této vysoké rychlosti protéká tlaková voda malou dírou v drahokamu (obvykle safíru, rubínem nebo diamantem) na konci trysky. Typické řezání používá průměr otvoru 0,004 palce až 0,010 palce, zatímco speciální aplikace (například stříkaný beton) mohou používat velikosti až 0,10 palce. Při 40 000 psi tok z otvoru cestuje rychlostí přibližně Mach 2 a při 60 000 psi přesahuje Mach 3.
Různé šperky mají odlišné odborné znalosti v oblasti řezání vodních paprsků. Sapphire je nejběžnějším obecným materiálem. Trvají přibližně 50 až 100 hodin omezeného času, ačkoli abrazivní aplikační aplikaci na polovinu těchto časů. Rubíny nejsou vhodné pro řezání čistého vodního otvoru, ale tok vody, který produkují, je velmi vhodný pro abrazivní řezání. V procesu abrazivního řezání je doba řezání pro rubíny asi 50 až 100 hodin. Diamanty jsou mnohem dražší než safíry a rubíny, ale doba řezání je mezi 800 a 2 000 hodinami. Díky tomu je diamant zvláště vhodný pro 24hodinový provoz. V některých případech může být diamantový otvor také ultrasonicky vyčištěn a znovu použit.
Ve stroji abrazivního vodního přípravku není mechanismem odstraňování materiálu samotný tok vody. Naopak tok zrychluje abrazivní částice, aby materiál korodoval. Tyto stroje jsou tisícekrát silnější než stroje na řezání vodních paprsků a mohou řezat tvrdé materiály, jako je kov, kámen, kompozitní materiály a keramika.
Abrazivní proud je větší než proud čisté vody, s průměrem mezi 0,020 palce a 0,050 palce. Mohou nakrájet hromádky a materiály do 10 palců silné bez vytváření tepelných zón nebo mechanického napětí. Ačkoli se jejich síla zvýšila, řezací síla abrazivního proudu je stále menší než jedna libra. Téměř všechny abrazivní tryskové operace používají tryskové zařízení a mohou se snadno přepnout z jednorázového použití na více hlavy a dokonce i abrazivní vodní proud lze převést na čistou vodu.
Abrasive je tvrdý, speciálně vybraný a velikost písku-kusuálního granátu. Různé velikosti mřížky jsou vhodné pro různé úlohy. Hladký povrch lze získat s 120 abrazivami, zatímco 80 abraziv sítí se ukázalo jako vhodnější pro obecné aplikace. 50 Rychlost řezání abrazivní sítě je rychlejší, ale povrch je o něco drsnější.
Ačkoli vodní trysky jsou snadněji provozovány než mnoho jiných strojů, směsicí trubice vyžaduje pozornost operátora. Potenciál zrychlení této trubice je jako hlaveň pušky s různými velikostmi a různým náhradním životem. Dlouhodobá míchací trubice je revoluční inovace při řezání abrazivních vodovodních proudů, ale trubice je stále velmi křehká-pokud řezací hlava přijde do styku s příslušenstvím, těžkým předmětem nebo cílovým materiálem, trubice může brzdit. Poškozené potrubí nelze opravit, takže udržování nízkých nákladů vyžaduje minimalizaci výměny. Moderní stroje mají obvykle automatickou funkci detekce kolize, aby se zabránilo kolizím pomocí směšovací trubice.
Oddělovací vzdálenost mezi míchací trubicí a cílovým materiálem je obvykle 0,010 palce až 0,200 palce, ale operátor musí mít na paměti, že separace větší než 0,080 palce způsobí polevu na horní části řezaného okraje součásti. Řezání pod vodou a další techniky mohou tuto polevu snížit nebo eliminovat.
Zpočátku byla míchací trubice vyrobena z karbidu wolframu a měla životnost pouze čtyř až šesti řezných hodin. Dnešní nízkonákladové kompozitní trubky mohou dosáhnout rozřezané životnosti 35 až 60 hodin a doporučují se pro hrubé řezání nebo trénink nových operátorů. Kompozitní cementovaná karbidová trubice rozšiřuje svou životnost na 80 až 90 hodin řezu. Vysoce kvalitní kompozitní cementovaná karbidová trubice má rozřezanou životnost 100 až 150 hodin, je vhodná pro přesnost a každodenní práci a vykazuje nejvíce předvídatelné soustředné opotřebení.
Kromě poskytování pohybu musí stroje WaterJet Machine také zahrnovat způsob zajištění obrobku a systém pro sběr a sběr vody a zbytků z obracejících operací.
Stacionární a jednorozměrné stroje jsou nejjednodušší vodovodní letouny. Stacionární vodní trysky se běžně používají v letectví k oříznutí kompozitních materiálů. Operátor přivádí materiál do potoka jako kapela, zatímco chytač shromažďuje potok a zbytky. Většina stacionárních vodních dnich jsou čisté vody, ale ne všechny. Sržící stroj je variantou stacionárního stroje, ve kterém jsou produkty, jako je papír, napájena strojem, a vodní paprsková tryska odřízne produkt na konkrétní šířku. Stručný stroj je stroj, který se pohybuje podél osy. Často pracují s řezatelnými stroji, aby vytvořily vzory podobné mřížce na produktech, jako jsou prodejní automaty, jako jsou sušenky. Sržící stroj rozřezává produkt na specifickou šířku, zatímco křížový řezaný stroj kříží produkt pod ním.
Provozovatelé by neměli tento typ abrazivního vodního paprsku používat ručně. Je obtížné přesunout řezací objekt konkrétní a konzistentní rychlostí a je velmi nebezpečný. Mnoho výrobců nebude pro tato nastavení ani citovat stroje.
Tabulka XY, také nazývaná řezací stroj s plošinou, je nejběžnějším dvourozměrným řezacím strojem na vodu. Čisté vodní trysky řezaly těsnění, plasty, guma a pěna, zatímco abrazivní modely řezaly kovy, kompozity, sklo, kámen a keramiku. Pracovní stůl může být malý jako 2 × 4 stopy nebo velký jako 30 × 100 stop. Ovládání těchto strojů obvykle zpracovává CNC nebo PC. Servo motory, obvykle se zpětnou vazbou s uzavřenou smyčkou, zajišťují integritu polohy a rychlosti. Základní jednotka zahrnuje lineární průvodce, ložiskové pouzdra a kulové šroubové jednotky, zatímco mostní jednotka zahrnuje také tyto technologie a sběrný nádrž zahrnuje podporu materiálu.
XY Workbenches obvykle přicházejí ve dvou stylech: pracovní stůl středního kola zahrnuje dvě základní vodicí kolejnice a most, zatímco konzolový pracovní stůl používá základnu a tuhý most. Oba typy strojů zahrnují určitou formu nastavitelnosti výšky hlavy. Tato nastavitelnost osy Z může mít podobu manuální kliky, elektrický šroub nebo plně programovatelný servo šroub.
V jímce na pracovním stole XY je obvykle nádrž na vodu naplněnou vodou, která je vybavena mřížkami nebo lamelmi na podporu obrobku. Proces řezání tyto podpory pomalu. Trap může být vyčištěn automaticky, odpad je uložen v kontejneru, nebo může být manuální a operátor pravidelně odhazuje plechovku.
Jak se podíl položek s téměř žádnými plochými povrchy zvyšuje, pětiosy (nebo více) jsou pro moderní řezání vodních paprsků nezbytné. Naštěstí lehká řezací hlava a síla nízké zpětné rány během procesu řezání poskytují konstrukčním inženýrům svobodu, kterou nemá frézování s vysokým zatížením. Pětiosé řezání vodních paprsků původně používalo systém šablon, ale uživatelé se brzy obrátili na programovatelnou pětiosu, aby se zbavili nákladů na šablonu.
I při vyhrazeném softwaru je však 3D řezání komplikovanější než 2D řezání. Kompozitní ocasní část Boeing 777 je extrémním příkladem. Nejprve operátor nahraje program a programuje flexibilní personál „Pogostick“. Hraní jeřáb přepravuje materiál součástí a pružinový lišta je odšroubována do vhodné výšky a části jsou pevné. Speciální neřezaná osy Z používá kontaktní sondu k přesnému umístění části v prostoru a ukázkové body k získání správné nadmořské výšky a směru. Poté je program přesměrován na skutečnou polohu části; Sonda se zasune, aby vytvořila prostor pro osy z řezací hlavy; Program běží tak, aby ovládal všech pět os, aby udržoval řezací hlavu kolmou k povrchu, který má být nařezán, a provozovat podle potřeby cestování přes přesnou rychlost.
Abraziva se vyžaduje, aby řezaly kompozitní materiály nebo jakýkoli kov větší než 0,05 palce, což znamená, že vyhazovači je třeba zabránit v řezání pružiny a lože nástroje po řezání. Speciální zachycení bodu je nejlepší způsob, jak dosáhnout pětiosého řezání vodních paprsků. Testy ukázaly, že tato technologie může zastavit letadlo 50 koňských sil pod 6 palců. Rám ve tvaru C spojuje chytač s zápěstí osy Z a správně zachytí míč, když hlava ořízne celý obvod části. Bodový chytač také zastavuje otěru a spotřebovává ocelové koule rychlostí asi 0,5 až 1 libry za hodinu. V tomto systému je proud zastaven rozptylem kinetické energie: poté, co proud vstoupil do pasti, narazí na obsaženou ocelovou kouli a ocelová koule se otáčí, aby spotřebovala energii trysky. I když horizontálně a (v některých případech) vzhůru nohama může chytač spotu fungovat.
Ne všechny pětiosé části jsou stejně složité. Jak se velikost dílu zvyšuje, úpravy programu a ověření polohy dílu a přesnost řezu se komplikují. Mnoho obchodů používá 3D stroje pro jednoduché 2D řezání a komplexní 3D řezání každý den.
Operátoři by si měli být vědomi toho, že existuje velký rozdíl mezi přesností součásti a přesností pohybu stroje. Ani stroj s téměř dokonalou přesností, dynamickým pohybem, kontrolou rychlosti a vynikající opakovatelností nemusí být schopen produkovat „dokonalé“ části. Přesnost dokončené části je kombinace chyby procesu, chyby stroje (výkon XY) a stability obrobku (příslušenství, rovinnost a stabilita teploty).
Při řezání materiálů s tloušťkou menší než 1 palec je přesnost vodního paprsku obvykle mezi ± 0,003 až 0,015 palce (0,07 až 0,4 mm). Přesnost materiálů více než 1 palce je v rozmezí ± 0,005 až 0,100 palců (0,12 až 2,5 mm). Vysoce výkonná tabulka XY je navržena pro přesnost lineárního umístění 0,005 palce nebo vyšší.
Potenciální chyby, které ovlivňují přesnost, zahrnují chyby kompenzace nástroje, chyby programování a pohyb stroje. Kompenzace nástroje je vstup hodnoty do řídicího systému, který má vzít v úvahu šířku řezu trysky-to je množství řezné cesty, kterou musí být rozšířeno, aby se konečná část získala správná velikost. Aby se zabránilo potenciálním chybám ve vysoce přesné práci, měli by operátoři provádět zkušební řezy a pochopit, že kompenzace nástroje musí být upravena tak, aby odpovídala frekvenci mixovacího opotřebení.
Chyby programování se nejčastěji vyskytují, protože některé ovládací prvky XY nezobrazují rozměry programu součásti, což ztěžuje detekci nedostatku rozměrového porovnávání mezi programem součásti a kreslením CAD. Důležitými aspekty pohybu stroje, které mohou zavést chyby, jsou mezera a opakovatelnost v mechanické jednotce. Úpravy serva je také důležité, protože nesprávné nastavení servo může způsobit chyby v mezerách, opakovatelnosti, vertikálnosti a chvění. Malé části s délkou a šířkou menší než 12 palců nevyžadují tolik xy tabulek jako velké části, takže možnost chyb pohybu stroje je menší.
Abrasives představují dvě třetiny provozních nákladů na systémy vodních paprsků. Mezi další patří napájení, vodu, vzduch, těsnění, kontrolní ventily, otvory, míchací trubky, vstupní filtry vody a náhradní díly pro hydraulická čerpadla a vysokotlaké válce.
Plná provoz výkonu se zpočátku zdála dražší, ale nárůst produktivity překročil náklady. Jak se abrazivní průtok zvyšuje, zvýší se rychlost řezu a náklady na palec se sníží, dokud nedosáhne optimálního bodu. Pro maximální produktivitu by měl operátor spustit řezací hlavu při nejrychlejší řezné rychlosti a maximální koňské síle pro optimální použití. Pokud může systém 100 koňských sil spustit pouze hlavu výkonu 50 koňských sil, pak spuštění dvou hlav na systému může dosáhnout této účinnosti.
Optimalizace abrazivního řezání vodních paprsků vyžaduje pozornost na konkrétní situaci, ale může poskytnout vynikající zvýšení produktivity.
Nelze nelčí snížit vzduchovou mezeru větší než 0,020 palce, protože proud se otevírá v mezeře a zhruba nižší úrovně snižuje. Stohování materiálových listů úzce k tomu může zabránit.
Změřte produktivitu z hlediska nákladů na palec (tj. Počet dílů vyrobených systémem), ne náklady na hodinu. Ve skutečnosti je rychlá výroba nezbytná k amortizaci nepřímých nákladů.
Vodní lekty, které často propíchne kompozitní materiály, sklo a kameny, by měly být vybaveny ovladačem, který může snížit a zvýšit tlak vody. Vakuová pomoc a další technologie zvyšují pravděpodobnost úspěšného pronikání křehkých nebo laminovaných materiálů bez poškození cílového materiálu.
Automatizace manipulace s materiálem má smysl pouze tehdy, když manipulace s materiálem představuje velkou část výrobních nákladů na díly. Abrazivní stroje na vodní paprsky obvykle používají manuální vykládání, zatímco řezání desky používá hlavně automatizaci.
Většina vodních systémů používá běžnou vodovodní vodu a 90% operátorů vodních paprsků neprovádí žádné jiné přípravy, než změkčení vody před odesláním vody do vstupního filtru. Použití reverzní osmózy a deionizátorů k čištění vody může být lákavé, ale odstranění iontů usnadňuje vodě absorbovat ionty z kovů v čerpadlech a vysokotlakých potrubích. Může prodloužit životnost otvoru, ale náklady na výměnu vysokotlakého válce, kontrolního ventilu a koncového krytu jsou mnohem vyšší.
Řezání pod vodou snižuje povrchovou polevu (také známou jako „zamlžení“) na horním okraji abrazivního řezání vodních paprsků a zároveň výrazně snižuje šum proudu a chaos na pracovišti. To však snižuje viditelnost proudu, proto se doporučuje použít elektronické monitorování výkonu k detekci odchylek od špičkových podmínek a zastavení systému před jakýmkoli poškozením komponenty.
Pro systémy, které používají různé velikosti abrazivních obrazovek pro různé úlohy, použijte pro běžné velikosti další úložiště a měření. Malé (100 lb) nebo velké (500 až 2 000 lb) hromadné přenosy a související měřicí ventily umožňují rychlé přepínání mezi velikostí sítě obrazovky, čímž se sníží prostoje a potíže, přičemž zvyšuje produktivitu.
Separátor může efektivně řezat materiály o tloušťce menší než 0,3 palce. Ačkoli tyto oka mohou obvykle zajistit druhé broušení kohoutek, mohou dosáhnout rychlejší manipulace s materiálem. Těžší materiály budou mít menší štítky.
Stroj s abrazivní vodou a ovládejte hloubku řezání. Pro správné části může tento rodící se proces poskytnout přesvědčivou alternativu.
Společnost Sunlight-Tech Inc. použila laserové mikromachiniální a mikromillingové centra GF obráběcích řešení pro výrobu dílů s tolerancemi menší než 1 mikron.
Řezání vodních paprsků zaujímá místo v oblasti výroby materiálu. Tento článek se zaměřuje na to, jak vodní nevětry fungují pro váš obchod a dívají se na proces.
Čas příspěvku: sep-04-2021