De geschiedenis van waterstraalsnijden

De waterjet wordt algemeen erkend als de meest efficiënte snijmethode op de markt, maar veel mensen realiseren zich niet hoe lang het al bestaat. Hoewel het in de loop der jaren is aangepast, dateert de eerste waterjet ooit uit de 19e eeuw. Voordat we in de fascinerende geschiedenis van de waterjet duiken, laten we eerst bespreken wat een waterjet precies is.

Wat is een waterjet?

In grote lijnen is een waterstraal een machine die een hogedrukwaterstraal gebruikt om door materialen te snijden. Waterjets kunnen door alles heen snijden, van karton en rubber tot metaal en steen. Om de hoeveelheid waterstralen onder druk te begrijpen, laten we het in perspectief plaatsen. Een gemiddelde gootsteenkraan kan water uitstoten met een druk tot 60 psi, of maximaal pond per vierkante inch. Waterjets stoten echter water uit met een druk van 90.000 psi.

Er zijn twee verschillende soorten waterjets:puur en schurend. Pure waterjets gebruiken alleen water om druk uit te oefenen en werken het beste met zachtere materialen zoals plastic en schuim. Schurende waterstralen voegen schurende deeltjes, meestal granaat, toe aan de waterstroom, zodat het door hardere materialen zoals glas en metaal kan snijden. Vanwege zijn vermogen om door bijna alles heen te snijden, werd de waterstraal snel populair vanwege zijn veelzijdigheid. Waterjets overtreffen ook concurrerende snijmethoden in efficiëntie, snelheid en milieu-impact.

De oorsprong van de waterstraal

Waterstraalsnijden werd voor het eerst gebruikt in de jaren 1850 om materialen op te graven in kolenmijnen in Nieuw-Zeeland en Rusland. Deze hydraulische mijnbouwtechniek werd vervolgens aangepast door mijnwerkers in Californië en werd gebruikt om het goud te vinden dat zich onder de rotsen verstopte. Op dit moment zorgde stoomkracht ervoor dat het water een druk van 800 psi bereikte. Door de jaren heen kon er meer druk worden uitgeoefend, waardoor er meer materialen konden worden gesneden met de waterstraalsnijmethode.

Aan het begin van de 20e eeuw waren arbeiders in staat om 1600 psi te bereiken, een verdubbeling van de hoeveelheid waterdruk waarmee ze waren begonnen te snijden. De eerste keer dat waterstraalsnijden werd gebruikt in een industriële omgeving buiten de mijnbouw was in de jaren dertig van de vorige eeuw. Leslie Tirrell en Elmo Smith vonden een jetstream-techniek uit en de papierindustrie begon waterstraalsnijden te gebruiken om hun papier te snijden. In 1935 kwam Smith op het idee om schurende deeltjes aan de waterstroom toe te voegen in een poging de waterstraal door hardere materialen te laten snijden.

De evolutie van de waterstraal

In de jaren sinds mensen voor het eerst water gingen gebruiken om door materialen te snijden, heeft de waterstraal een opmerkelijk lange weg afgelegd. In de jaren vijftig begon een ingenieur genaamd Norman Franz te experimenteren met het toevoegen van schurende deeltjes aan hogedrukwatersystemen in een poging om hout te zagen. Zijn bevindingen toonden aan dat schurende waterstralen effectief waren in het doorsnijden van hardere materialen dan eerder gebruikt waren.

Tegen het einde van de jaren vijftig hadden ingenieurs een systeem ontwikkeld dat de waterdruk tot 100.000 psi kon brengen, wat een ongelooflijke doorbraak was in de evolutie van de waterstraalsnijmethode. Dit systeem omvatte een pomp met een hypersonische vloeistofstraal die door zeer sterke legeringen zoals roestvrij staal kon snijden. Hoewel deze methode niet effectief was, konden onderzoekers het idee uitbreiden om waterstraalsnijden te gebruiken om zelfs door de sterkste materialen te snijden.

In de jaren 70 maakte de uitvinding van de kristalwaterstraalopening het mogelijk om de waterstraalsnijmethode op de markt te brengen. Gemaakt door de Bendix Corporation, hielpen kristalopeningen om waterstralen mainstream te maken. Deze versie van de waterjet kon een waterdruk van 60.000 psi bereiken. Hoewel ze duur waren, werden ze nog steeds als kosteneffectiever beschouwd dan de traditionele snijmethoden die bij de productie worden gebruikt.

Een van de meest relevante doorbraken in de geschiedenis van de waterjet kwam in de jaren 80 toen Mohamed Hashish, een Egyptische ingenieur, een mondstuk ontwikkelde voor abrasief waterjetsnijden dat geschikt was voor commercieel gebruik. In de afgelopen veertig jaar is het waterstraalsnijsysteem voortdurend verbeterd, waardoor het zo nauwkeurig, efficiënt en veelzijdig mogelijk is. De mogelijkheden van de waterjet evolueren altijd terwijl de maakindustrie de grenzen blijft verleggen van wat het kan doen.

De toekomst van de waterjet

Zoals bij elke vorm van technologie zijn er talloze onderzoekers en fabrikanten die voortdurend proberen de waterstraalsnijmachine te verbeteren. In de loop der jaren is de waterjet gecommercialiseerd, kosteneffectiever, veelzijdiger en kleiner gemaakt. In de komende jaren kun je verwachten dat waterjets op nog grotere schaal worden gebruikt, aangezien er steeds nieuwere en meer kosteneffectieve modellen opduiken. Vanuit het oogpunt van efficiëntie worden kleinere machines vaak als aantrekkelijker beschouwd, dus u kunt verwachten dat ingenieurs in de toekomst kleinere waterstraalsnijmachines zullen ontwikkelen. Als de titaan van de snij-industrie gaan waterjets zeker nergens heen.