Pemotongan Waterjet mungkin merupakan kaedah pemprosesan yang lebih mudah, tetapi ia dilengkapi dengan pukulan yang kuat dan memerlukan pengendali untuk mengekalkan kesedaran tentang haus dan ketepatan pelbagai bahagian.
Pemotongan jet air yang paling mudah adalah proses memotong jet air tekanan tinggi ke dalam bahan. Teknologi ini biasanya melengkapi teknologi pemprosesan lain, seperti penggilingan, laser, EDM, dan plasma. Dalam proses jet air, tiada bahan berbahaya atau stim terbentuk, dan tiada zon yang terjejas haba atau tekanan mekanikal terbentuk. Jet air boleh memotong butiran ultra tipis mengenai batu, kaca dan logam; Lubang gerudi cepat di Titanium; memotong makanan; dan juga membunuh patogen dalam minuman dan dips.
Semua mesin Waterjet mempunyai pam yang boleh menekan air untuk penghantaran ke kepala pemotongan, di mana ia ditukar kepada aliran supersonik. Terdapat dua jenis pam utama: pam berasaskan pemacu langsung dan pam berasaskan penggalak.
Peranan pam pemacu langsung adalah serupa dengan pembersih tekanan tinggi, dan pam tiga silinder memacu tiga penyokong secara langsung dari motor elektrik. Tekanan kerja berterusan maksimum adalah 10% hingga 25% lebih rendah daripada pam penggalak yang sama, tetapi ini masih menjadikan mereka antara 20,000 dan 50,000 psi.
Pam berasaskan intensifier membentuk sebahagian besar pam tekanan ultra tinggi (iaitu pam lebih dari 30,000 psi). Pam ini mengandungi dua litar bendalir, satu untuk air dan yang lain untuk hidraulik. Penapis masuk air terlebih dahulu melalui penapis kartrij mikron 1 dan kemudian penapis 0.45 mikron untuk menghisap air paip biasa. Air ini memasuki pam penggalak. Sebelum memasuki pam penggalak, tekanan pam penggalak dikekalkan pada kira -kira 90 psi. Di sini, tekanan meningkat kepada 60,000 psi. Sebelum air akhirnya meninggalkan set pam dan sampai ke kepala pemotongan melalui saluran paip, air melewati penyerap kejutan. Peranti ini boleh menindas turun naik tekanan untuk meningkatkan konsistensi dan menghapuskan denyutan yang meninggalkan tanda pada bahan kerja.
Dalam litar hidraulik, motor elektrik antara motor elektrik menarik minyak dari tangki minyak dan menekankannya. Minyak bertekanan mengalir ke manifold, dan injap manifold secara bergantian menyuntik minyak hidraulik di kedua -dua belah biskut dan pemasangan plunger untuk menghasilkan tindakan strok penggalak. Oleh kerana permukaan plunger lebih kecil daripada biskut, tekanan minyak "meningkatkan" tekanan air.
Booster adalah pam reciprocating, yang bermaksud bahawa perhimpunan biskut dan plunger menyampaikan air tekanan tinggi dari satu sisi penggalak, sementara air tekanan rendah mengisi sisi lain. Recirculation juga membolehkan minyak hidraulik sejuk apabila ia kembali ke tangki. Injap cek memastikan bahawa tekanan rendah dan tekanan tinggi hanya dapat mengalir ke satu arah. Silinder tekanan tinggi dan topi akhir yang merangkumi komponen plunger dan biskut mesti memenuhi keperluan khas untuk menahan daya proses dan kitaran tekanan malar. Seluruh sistem direka untuk secara beransur -ansur gagal, dan kebocoran akan mengalir ke "lubang longkang" khas, yang boleh dipantau oleh pengendali untuk menjadualkan penyelenggaraan yang lebih baik.
Paip tekanan tinggi khas mengangkut air ke kepala pemotongan. Paip ini juga boleh memberikan kebebasan pergerakan untuk kepala pemotongan, bergantung kepada saiz paip. Keluli tahan karat adalah bahan pilihan untuk paip ini, dan terdapat tiga saiz biasa. Paip keluli dengan diameter 1/4 inci cukup fleksibel untuk menyambung ke peralatan sukan, tetapi tidak disyorkan untuk pengangkutan jarak jauh air tekanan tinggi. Oleh kerana tiub ini mudah dibengkokkan, walaupun ke dalam roll, panjang 10 hingga 20 kaki dapat mencapai gerakan x, y, dan z. Paip 3/8 inci yang lebih besar 3/8 inci biasanya membawa air dari pam ke bahagian bawah peralatan bergerak. Walaupun ia boleh dibengkokkan, ia biasanya tidak sesuai untuk peralatan gerakan saluran paip. Paip terbesar, berukuran 9/16 inci, adalah yang terbaik untuk mengangkut air tekanan tinggi dalam jarak jauh. Diameter yang lebih besar membantu mengurangkan kehilangan tekanan. Paip saiz ini sangat serasi dengan pam besar, kerana sejumlah besar air tekanan tinggi juga mempunyai risiko kehilangan tekanan yang lebih besar. Walau bagaimanapun, paip saiz ini tidak boleh dibengkokkan, dan kelengkapan perlu dipasang di sudut.
Mesin pemotongan jet air tulen adalah mesin pemotong jet air terawal, dan sejarahnya dapat dikesan kembali ke awal 1970 -an. Berbanding dengan hubungan atau penyedutan bahan, mereka menghasilkan kurang air pada bahan -bahan, jadi mereka sesuai untuk pengeluaran produk seperti dalaman automotif dan lampin pakai buang. Bendalir sangat tipis-0.004 inci hingga diameter 0.010 inci-dan menyediakan geometri yang sangat terperinci dengan kehilangan bahan yang sangat sedikit. Daya pemotongan sangat rendah, dan penetapannya biasanya mudah. Mesin-mesin ini paling sesuai untuk operasi 24 jam.
Apabila mempertimbangkan kepala pemotongan untuk mesin airjet tulen, adalah penting untuk diingat bahawa halaju aliran adalah serpihan mikroskopik atau zarah bahan yang merobek, bukan tekanan. Untuk mencapai kelajuan tinggi ini, air bertekanan mengalir melalui lubang kecil dalam permata (biasanya nilam, ruby atau berlian) ditetapkan pada akhir muncung. Pemotongan biasa menggunakan diameter orifis 0.004 inci hingga 0.010 inci, manakala aplikasi khas (seperti konkrit disembur) boleh menggunakan saiz sehingga 0.10 inci. Pada 40,000 psi, aliran dari orifis bergerak pada kelajuan kira -kira Mach 2, dan pada 60,000 psi, aliran melebihi Mach 3.
Perhiasan yang berbeza mempunyai kepakaran yang berbeza dalam pemotongan airjet. Sapphire adalah bahan tujuan umum yang paling biasa. Mereka bertahan kira -kira 50 hingga 100 jam masa pemotongan, walaupun aplikasi Waterjet yang kasar mengurangkan masa ini. Rubi tidak sesuai untuk pemotongan airjet tulen, tetapi aliran air yang mereka hasilkan sangat sesuai untuk pemotongan kasar. Dalam proses pemotongan kasar, masa pemotongan untuk rubi adalah kira -kira 50 hingga 100 jam. Berlian jauh lebih mahal daripada safir dan batu permata, tetapi masa pemotongan adalah antara 800 dan 2,000 jam. Ini menjadikan berlian sangat sesuai untuk operasi 24 jam. Dalam sesetengah kes, orifis berlian juga boleh dibersihkan dan digunakan semula secara ultrasonik.
Dalam mesin Waterjet yang kasar, mekanisme penyingkiran bahan bukan aliran air itu sendiri. Sebaliknya, aliran mempercepatkan zarah -zarah yang kasar untuk menghancurkan bahan. Mesin -mesin ini beribu -ribu kali lebih kuat daripada mesin pemotongan airjet tulen, dan boleh memotong bahan -bahan keras seperti logam, batu, bahan komposit, dan seramik.
Aliran kasar lebih besar daripada aliran jet air tulen, dengan diameter antara 0.020 inci dan 0.050 inci. Mereka boleh memotong susunan dan bahan sehingga 10 inci tebal tanpa membuat zon yang terkena haba atau tekanan mekanikal. Walaupun kekuatan mereka telah meningkat, daya pemotongan aliran kasar masih kurang dari satu paun. Hampir semua operasi jet yang kasar menggunakan peranti jet, dan dengan mudah boleh beralih dari penggunaan kepala tunggal untuk kegunaan pelbagai kepala, dan juga jet air yang kasar boleh ditukar kepada jet air tulen.
Pelabuhan adalah garnet pasir yang keras dan bersaiz khas. Saiz grid yang berbeza sesuai untuk pekerjaan yang berbeza. Permukaan licin boleh didapati dengan 120 mesh abrasives, manakala 80 mesh abrasives telah terbukti lebih sesuai untuk aplikasi tujuan umum. 50 mesh kelajuan pemotongan kasar lebih cepat, tetapi permukaannya sedikit lebih kasar.
Walaupun jet air lebih mudah untuk beroperasi daripada banyak mesin lain, tiub pencampuran memerlukan perhatian pengendali. Potensi percepatan tiub ini adalah seperti laras senapang, dengan saiz yang berbeza dan kehidupan penggantian yang berbeza. Tiub pencampuran yang tahan lama adalah inovasi revolusioner dalam pemotongan jet air yang kasar, tetapi tiub masih sangat rapuh-jika kepala pemotongan bersentuhan dengan perlawanan, objek berat, atau bahan sasaran, tiub boleh brek. Paip yang rosak tidak dapat diperbaiki, jadi menjaga kos ke bawah memerlukan penggantian yang meminimumkan. Mesin moden biasanya mempunyai fungsi pengesanan perlanggaran automatik untuk mencegah perlanggaran dengan tiub pencampuran.
Jarak pemisahan antara tiub pencampuran dan bahan sasaran biasanya 0.010 inci hingga 0.200 inci, tetapi pengendali harus ingat bahawa pemisahan lebih besar daripada 0.080 inci akan menyebabkan pembekuan di bahagian atas pinggir potong bahagian. Pemotongan bawah air dan teknik lain boleh mengurangkan atau menghapuskan pembekuan ini.
Pada mulanya, tiub pencampuran diperbuat daripada karbida tungsten dan hanya mempunyai hayat perkhidmatan empat hingga enam jam pemotongan. Paip komposit kos rendah hari ini boleh mencapai hayat pemotongan 35 hingga 60 jam dan disyorkan untuk pemotongan kasar atau melatih pengendali baru. Tiub karbida simen komposit memanjangkan hayat perkhidmatannya kepada 80 hingga 90 jam pemotongan. Tiub karbida yang berkualiti tinggi mempunyai hayat pemotongan 100 hingga 150 jam, sesuai untuk ketepatan dan kerja harian, dan mempamerkan pakaian sepusat yang paling diramalkan.
Di samping menyediakan gerakan, alat mesin WaterJet juga mesti termasuk kaedah untuk mendapatkan bahan kerja dan sistem untuk mengumpul dan mengumpul air dan serpihan dari operasi pemesinan.
Mesin pegun dan satu dimensi adalah airjet yang paling mudah. Jet air pegun biasanya digunakan dalam aeroangkasa untuk memangkas bahan komposit. Pengendali memakan bahan ke dalam sungai seperti melihat band, sementara penangkap mengumpul sungai dan serpihan. Sebilangan besar air terjun adalah airjet tulen, tetapi tidak semua. Mesin slitt adalah varian mesin pegun, di mana produk seperti kertas diberi makan melalui mesin, dan jet air memotong produk ke dalam lebar tertentu. Mesin salib adalah mesin yang bergerak di sepanjang paksi. Mereka sering bekerja dengan mesin slit untuk membuat corak seperti grid pada produk seperti mesin layan diri seperti brownies. Mesin slitt memotong produk ke dalam lebar tertentu, manakala mesin cross-cutting merentas produk yang diberi makan di bawahnya.
Pengendali tidak boleh menggunakan jenis airjet yang kasar secara manual. Sukar untuk menggerakkan objek potong pada kelajuan tertentu dan konsisten, dan ia sangat berbahaya. Ramai pengeluar tidak akan memetik mesin untuk tetapan ini.
Jadual XY, yang juga dikenali sebagai mesin pemotongan flatbed, adalah mesin pemotongan airjet dua dimensi yang paling biasa. Jet air tulen memotong gasket, plastik, getah, dan buih, manakala model kasar memotong logam, komposit, kaca, batu, dan seramik. Kapal meja boleh sekecil 2 × 4 kaki atau sebanyak 30 × 100 kaki. Biasanya, kawalan alat mesin ini dikendalikan oleh CNC atau PC. Servo motor, biasanya dengan maklum balas gelung tertutup, memastikan integriti kedudukan dan kelajuan. Unit asas termasuk panduan linear, perumahan galas dan pemacu skru bola, manakala unit jambatan juga termasuk teknologi ini, dan tangki koleksi termasuk sokongan bahan.
XY Workbenches biasanya datang dalam dua gaya: meja kerja gantri pertengahan kereta api termasuk dua landasan panduan asas dan jambatan, manakala Workbench Cantilever menggunakan pangkalan dan jambatan tegar. Kedua -dua jenis mesin termasuk beberapa bentuk penyesuaian ketinggian kepala. Penyesuaian paksi z ini boleh mengambil bentuk engkol manual, skru elektrik, atau skru servo yang boleh diprogramkan sepenuhnya.
Sump pada meja kerja XY biasanya tangki air yang dipenuhi dengan air, yang dilengkapi dengan gril atau bilah untuk menyokong bahan kerja. Proses pemotongan menggunakan sokongan ini perlahan -lahan. Perangkap boleh dibersihkan secara automatik, sisa disimpan di dalam bekas, atau ia boleh menjadi manual, dan pengendali kerap menyodok tin.
Memandangkan perkadaran item dengan hampir tiada permukaan rata meningkat, keupayaan lima paksi (atau lebih) adalah penting untuk pemotongan airjet moden. Mujurlah, kepala pemotong ringan dan daya mundur yang rendah semasa proses pemotongan memberikan jurutera reka bentuk dengan kebebasan yang tidak dimiliki oleh pengilangan tinggi. Pemotongan Waterjet lima paksi pada mulanya menggunakan sistem templat, tetapi pengguna tidak lama lagi beralih kepada lima paksi yang boleh diprogramkan untuk menghilangkan kos templat.
Walau bagaimanapun, walaupun dengan perisian khusus, pemotongan 3D lebih rumit daripada pemotongan 2D. Bahagian ekor komposit Boeing 777 adalah contoh yang melampau. Pertama, pengendali memuat naik program dan program kakitangan "Pogostick" yang fleksibel. Kren overhead mengangkut bahan bahagian, dan bar musim bunga tidak dibongkar ke ketinggian yang sesuai dan bahagiannya tetap. Paksi Z bukan pemotongan khas menggunakan probe kenalan untuk meletakkan bahagian dengan tepat bahagian dalam ruang, dan titik sampel untuk mendapatkan ketinggian dan arah bahagian yang betul. Selepas itu, program ini diarahkan ke kedudukan sebenar bahagian; Siasatan menarik balik untuk memberi ruang untuk paksi z kepala pemotongan; Program ini berjalan untuk mengawal semua lima paksi untuk memastikan kepala pemotongan berserenjang ke permukaan untuk dipotong, dan untuk beroperasi seperti perjalanan yang diperlukan pada kelajuan yang tepat.
Abrasives dikehendaki memotong bahan komposit atau mana -mana logam yang lebih besar daripada 0.05 inci, yang bermaksud bahawa ejektor perlu dicegah daripada memotong bar musim bunga dan alat alat selepas memotong. Penangkapan titik khas adalah cara terbaik untuk mencapai pemotongan airjet lima paksi. Ujian telah menunjukkan bahawa teknologi ini boleh menghentikan pesawat jet 50-kuda di bawah 6 inci. Bingkai berbentuk C menghubungkan penangkap ke pergelangan tangan paksi z untuk menangkap bola dengan betul apabila kepala memangkas seluruh lilitan bahagian. Penangkap titik juga berhenti lelasan dan menggunakan bola keluli pada kadar kira -kira 0.5 hingga 1 paun sejam. Dalam sistem ini, jet dihentikan oleh penyebaran tenaga kinetik: selepas jet memasuki perangkap, ia menemui bola keluli yang terkandung, dan bola keluli berputar untuk menggunakan tenaga jet. Walaupun secara mendatar dan (dalam beberapa kes) terbalik, penangkap tempat boleh berfungsi.
Tidak semua bahagian lima paksi adalah sama rumit. Memandangkan saiz bahagian meningkat, pelarasan program dan pengesahan kedudukan bahagian dan ketepatan pemotongan menjadi lebih rumit. Banyak kedai menggunakan mesin 3D untuk pemotongan 2D mudah dan pemotongan 3D kompleks setiap hari.
Pengendali harus sedar bahawa terdapat perbezaan besar antara ketepatan bahagian dan ketepatan gerakan mesin. Malah mesin dengan ketepatan yang hampir sempurna, gerakan dinamik, kawalan kelajuan, dan kebolehulangan yang sangat baik mungkin tidak dapat menghasilkan bahagian "sempurna". Ketepatan bahagian selesai adalah gabungan ralat proses, ralat mesin (prestasi XY) dan kestabilan bahan kerja (perlawanan, kebosanan dan kestabilan suhu).
Apabila memotong bahan dengan ketebalan kurang dari 1 inci, ketepatan jet air biasanya antara ± 0.003 hingga 0.015 inci (0.07 hingga 0.4 mm). Ketepatan bahan lebih dari 1 inci tebal berada dalam ± 0.005 hingga 0.100 inci (0.12 hingga 2.5 mm). Jadual XY berprestasi tinggi direka untuk ketepatan kedudukan linear sebanyak 0.005 inci atau lebih tinggi.
Kesalahan yang berpotensi yang mempengaruhi ketepatan termasuk kesilapan pampasan alat, kesilapan pengaturcaraan, dan pergerakan mesin. Pampasan alat adalah input nilai ke dalam sistem kawalan untuk mengambil kira lebar pemotongan jet-iaitu, jumlah jalan pemotongan yang mesti diperluas agar bahagian akhir mendapatkan saiz yang betul. Untuk mengelakkan kesilapan yang berpotensi dalam kerja ketepatan tinggi, pengendali harus melakukan pemotongan percubaan dan memahami bahawa pampasan alat mesti diselaraskan untuk memadankan kekerapan memakai tiub pencampuran.
Kesalahan pengaturcaraan paling sering berlaku kerana beberapa kawalan XY tidak memaparkan dimensi pada program bahagian, menjadikannya sukar untuk mengesan kekurangan padanan dimensi antara program bahagian dan lukisan CAD. Aspek penting gerakan mesin yang dapat memperkenalkan kesilapan adalah jurang dan kebolehulangan dalam unit mekanikal. Pelarasan servo juga penting, kerana pelarasan servo yang tidak betul boleh menyebabkan kesilapan dalam jurang, kebolehulangan, menegak, dan perbualan. Bahagian kecil dengan panjang dan lebar kurang daripada 12 inci tidak memerlukan banyak jadual XY sebagai bahagian besar, jadi kemungkinan kesilapan gerakan mesin kurang.
Abrasives menyumbang dua pertiga daripada kos operasi sistem airjet. Lain-lain termasuk kuasa, air, udara, meterai, injap cek, orifices, paip pencampuran, penapis masuk air, dan alat ganti untuk pam hidraulik dan silinder tekanan tinggi.
Operasi kuasa penuh kelihatan lebih mahal pada mulanya, tetapi peningkatan produktiviti melebihi kos. Apabila kadar aliran kasar meningkat, kelajuan pemotongan akan meningkat dan kos per inci akan berkurangan sehingga ia mencapai titik yang optimum. Untuk produktiviti maksimum, pengendali harus menjalankan kepala pemotongan pada kelajuan pemotongan terpantas dan kuasa kuda maksimum untuk kegunaan optimum. Sekiranya sistem 100-kuda hanya dapat menjalankan kepala 50-kuda, maka menjalankan dua kepala pada sistem dapat mencapai kecekapan ini.
Mengoptimumkan pemotongan airjet yang kasar memerlukan perhatian terhadap keadaan tertentu di tangan, tetapi dapat memberikan peningkatan produktiviti yang sangat baik.
Tidak bijak untuk memotong jurang udara lebih besar daripada 0.020 inci kerana jet dibuka dalam jurang dan kira -kira memotong paras yang lebih rendah. Menyusun lembaran bahan rapat dapat menghalangnya.
Ukur produktiviti dari segi kos per inci (iaitu bilangan bahagian yang dihasilkan oleh sistem), bukan kos sejam. Malah, pengeluaran pesat diperlukan untuk melunaskan kos tidak langsung.
Waterjets yang sering menembusi bahan komposit, kaca, dan batu harus dilengkapi dengan pengawal yang dapat mengurangkan dan meningkatkan tekanan air. Vacuum Assist dan teknologi lain meningkatkan kemungkinan berjaya menembusi bahan -bahan yang rapuh atau berlamina tanpa merosakkan bahan sasaran.
Automasi pengendalian bahan masuk akal hanya apabila akaun pengendalian bahan untuk sebahagian besar kos pengeluaran bahagian. Mesin Waterjet yang kasar biasanya menggunakan pemunggahan manual, sementara pemotongan plat terutamanya menggunakan automasi.
Kebanyakan sistem Waterjet menggunakan air paip biasa, dan 90% pengendali airjet tidak membuat sebarang persediaan selain melembutkan air sebelum menghantar air ke penapis masuk. Menggunakan osmosis dan deionizer terbalik untuk membersihkan air mungkin menggoda, tetapi mengeluarkan ion menjadikannya lebih mudah untuk air menyerap ion dari logam dalam pam dan paip tekanan tinggi. Ia boleh memanjangkan hayat orifis, tetapi kos menggantikan silinder tekanan tinggi, injap periksa dan penutup akhir jauh lebih tinggi.
Pemotongan bawah air mengurangkan pembekuan permukaan (juga dikenali sebagai "fogging") di pinggir atas pemotongan airjet kasar, sementara juga mengurangkan bunyi jet dan kekacauan tempat kerja. Walau bagaimanapun, ini mengurangkan penglihatan jet, jadi disyorkan untuk menggunakan pemantauan prestasi elektronik untuk mengesan penyimpangan dari keadaan puncak dan menghentikan sistem sebelum sebarang kerosakan komponen.
Untuk sistem yang menggunakan saiz skrin kasar yang berbeza untuk pekerjaan yang berbeza, sila gunakan storan tambahan dan pemeteran untuk saiz biasa. Kecil (100 lb) atau besar (500 hingga 2,000 lb) menyampaikan pukal dan injap pemeteran yang berkaitan membolehkan beralih cepat antara saiz mesh skrin, mengurangkan downtime dan kerumitan, sambil meningkatkan produktiviti.
Pemisah dapat memotong bahan dengan ketebalan kurang dari 0.3 inci. Walaupun lugs ini biasanya dapat memastikan pengisaran kedua paip, mereka dapat mencapai pengendalian bahan yang lebih cepat. Bahan yang lebih keras akan mempunyai label yang lebih kecil.
Mesin dengan jet air yang kasar dan mengawal kedalaman pemotongan. Untuk bahagian yang betul, proses yang baru ini dapat memberikan alternatif yang menarik.
Sunlight-Tech Inc. telah menggunakan micromachining micromachining dan micromilling micromilling Solutions GF Solutions untuk menghasilkan bahagian-bahagian dengan toleransi kurang dari 1 mikron.
Pemotongan Waterjet menduduki tempat dalam bidang pembuatan bahan. Artikel ini melihat bagaimana airjet berfungsi untuk kedai anda dan melihat prosesnya.
Masa Post: Sep-04-2021