Geschiedenis van waterstraalsnijden – Oorsprong van de waterstraalsnijder

Waterstraalsnijtechnologie is een van de meest voorkomende methoden waarvan u de toepassingen in veel verschillende structuren kunt vinden, van hoogwaardige marmeren keukenbladen tot industriële gereedschappen en processen.

Als je kijkt naar de apparatuur die waterstraalsnijden mogelijk maakt, ziet het er zeer geavanceerd en high-end uit. De geschiedenis achter het proces is echter ouder dan je misschien had gedacht.

Hier is een dieper inzicht in de oorsprong van de waterstraalsnijtechnologie en de evolutie sindsdien:

Wie heeft waterstraalsnijden uitgevonden?

Het was Norman Franz aan wie het eerste patent voor een waterstraalsnijmachine wordt toegeschreven. Hij was een professor aan de Universiteit van British Columbia. Zijn proces gebruikte water met een druk van 10.000 psi.

De geschiedenis van het waterstraalsnijden vindt zijn oorsprong in het midden van de 19e eeuw, waarbij de vroegste toepassing het verwijderen van klei- en grindafzettingen was. Het gebruik van waterstralen voor mijnbouw wordt hydraulische erosiemijnbouw genoemd.

Er zijn gevallen waarin waterstraalsnijden zelfs in de jaren 1850 in Rusland en Nieuw-Zeeland werd gebruikt voor het uitgraven van kolenmijnen.

Gemodificeerde vormen van waterstraalsnijden werden ook gebruikt voor het delven van goud, om de goudaders te verwijderen van aarde en steenonzuiverheden. De waterdruk voor deze toepassingen was slechts ongeveer 800 psi. In feite heeft de Amerikaanse goudkoorts een grote impuls gegeven aan het gebruik van waterstraaltechnologie voor de mijnbouw.

Amerikaanse en Russische ingenieurs optimaliseerden in de jaren dertig het proces om ook gietstukken te reinigen. De waterdruk voor deze toepassingen was echter nog steeds niet zo hoog, ongeveer 1500 psi.

Wanneer werden waterstralen uitgevonden?

Er zijn verschillende soorten waterstraalsnijders. Deze machines werden op verschillende tijdstippen in de geschiedenis gepionierd. Hier is een tijdlijn voor de uitvinding van verschillende waterstraalsnijders:

Wanneer werd zuiver waterstraalsnijden ontwikkeld?

De geschiedenis van waterjets bestaat al sinds de jaren 1850 voor mijnbouwdoeleinden. De praktische toepassing van waterstraalsnijden vond echter in de jaren dertig plaats door papierbedrijven om dikke pakken papier te snijden.

De eerste geregistreerde toepassing van waterjet was in 1933 toen een papierbedrijf in Wisconsin het proces gebruikte om horizontaal bewegende pakken papier te snijden.

Wanneer werd schurende waterstraalbewerking ontwikkeld?

Schurende waterstraaltechnologie is voornamelijk ontwikkeld door een Egyptisch-Amerikaanse ingenieur genaamd Mohamed Hashish. Deze schurende waterstraalsnijders waren commercieel zeer levensvatbaar en vonden hun toepassingen zeer snel.

Terwijl schurend waterstraalsnijden aanwezig was vóór Mohamed Hashish, was de toepassing van deze technologie beperkt tot alleen natstralen. Met de ontwikkeling van Mohamed Hashish was het nu mogelijk om deze toepassingen uit te breiden voor precisiesneden.

Wanneer werd vloeistofstraalbewerking ontwikkeld?

John Parsons improviseerde en ontwikkelde bewerkingsmethoden voor vloeibare straalmotoren in de jaren vijftig. Deze machines bereikten de bewerking met een druk van 6900 bar. Ze werden toegepast voor het snijden van ruimtevaartapparatuur en kunststoffen.

Wanneer werd de eerste commerciële waterstraalsnijder geïntroduceerd?

Waterstraalsnijders kwamen in de jaren 70 op de commerciële markt, geïntroduceerd door Bendix Corporation.

Tijdlijn van ontwikkelingen op het gebied van waterstraalsnijden

Hier is een korte geschiedenis van de ontwikkeling van waterstraalsnijtechnologie:

1930-1940

• Lagedruk waterstraalsnijsystemen werden toegepast voor het snijden en verwerken in papierpatentenbedrijf. De technologie om een ​​waterstraal te gebruiken om papier te snijden is ontwikkeld door Leslie Tirrell en Elmo Smith.
• Terwijl eerdere waterstraalsnijtechnologie die voor mijnbouw werd gebruikt, zeer brede straalstromen had, zagen de nieuwe waterstraalsnijders in de jaren dertig de ontwikkeling van smalle stralen waterstraalstroom.
• Het grootste probleem op dit moment was het vinden van een betrouwbare hogedrukpomp die voldoende waterdruk kon creëren.

1940-1950

• De waterdruk in waterstraalsnijders werd verhoogd en de snijmethode werd toegepast op de automobiel- en luchtvaartsector.

1950-1960

• In 1956 innoveerde Carl Johnson, werkzaam voor Durox International in Luxemburg, de technologie zodat deze kon worden toegepast om zachte plastic vormen te snijden.
• In 1958 ontwikkelde een luchtvaartingenieur waterstraalsnijders die een druk van 100000 PSI (6900 bar) konden leveren. Deze frezen werden toegepast voor het snijden van ruimtevaartmaterialen en kunststoffen. Deze technologie maakte gebruik van hypersonische vloeistofstralen die ook door legeringen konden dringen, waaronder roestvrij staal.
• Hoewel het hogedrukwater effectief was in het doorsnijden van harde materialen, bracht het ook het probleem van delaminatie van materialen met zich mee. Daarom waren verdere aanpassingen in het proces nodig.
• Norman Franz probeert initialen van een schurende waterstraalmachine uit. In zijn experimenten werd een schurende waterstraalstroom gebruikt om hout te zagen.

1960-1970

• Waterstraalsnijden werd toegepast om steen, metaal en polyethyleen te snijden. De druk van deze waterstraalsnijders was lager (ongeveer 4000 bar).
• In 1962 experimenteerde een ingenieur van Union Carbide, genaamd Philip Rice, met het gebruik van pulserende waterstraalsnijders die werkten bij een druk van ongeveer 50.000 psi.

1970-1980

• Bendix Corporation lanceerde een commercieel waterstraalsnijsysteem dat op de markt verkrijgbaar was. Het grote succes van deze frezen waren de door Bendix ontwikkelde korundkristalwaterstraalopeningen. Deze openingen zijn bestand tegen zeer hoge waterdrukken.
• Mohamed Hashish creëert een duurzaam schurend waterstraalmondstukconcept dat bestand is tegen het proces van schurend waterstraalsnijden. Het zorgde voor een revolutie in de industrie en maakt het abrasieve waterstraalsnijden beschikbaar voor een breed scala aan materialen

1980-1990

• Boride Corp ontwikkelt schurende waterstraalsnijmondstukken van keramisch wolfraamcarbidemateriaal.
• Ingersoll-Rand werd een van de belangrijkste leveranciers van schurende waterstraalsnijders.

1990-2000

• Omax introduceert een motion control-systeem voor waterstraalsnijders dat de waterstraal zou kunnen bewegen.

2000-2010

• Ontwikkeling van zero-tapper waterstraalsnijden dat de nauwkeurigheid van het proces verbetert.
• Ontwikkeling van een meerassige waterstraal die complexe incisies in het werkstuk kan veroorzaken.

2010-heden

• Waterstraalsnijden omvat een faciliteit met zes assen, waardoor deze machines nog geavanceerdere vormen kunnen creëren.
• Verstrekking van tonnen verschillende software die compatibel is met waterstraalsnijders. Deze software wordt geleverd met vooraf geladen profielen voor veelvoorkomende snijvormen.

Waterstraalsnijtechnologieën van de toekomst

Een van de nieuwste trends op het gebied van waterstraalsnijden is de ontwikkeling van kleinere waterstraalsnijders. Kleinere snijplotters zorgen ervoor dat fabrikanten waterstraalsnijden in hun bestaande werkplaats kunnen opnemen zonder te veel na te denken over de benodigde ruimte.

De ontwikkeling van kleinere waterstraalsnijders biedt ook de mogelijkheid voor kleinschalige fabrikanten die de technologie aanbieden in plaats van speciaalzaken.

Ook de snelheid van waterstraalsnijden is een van de factoren die verbeterd wordt. Dit kan door de waterdruk te verhogen en efficiëntere software te gebruiken in combinatie met een hoge rekenkracht.

Een ander gebied waarop de technologie verbetert, is het verleggen van de grenzen van de ultrahogedrukwaterpomp die in het proces wordt gebruikt. Deze ultrahogedrukwaterpomp doorbreekt de grenzen van de technologie, waardoor hij zelfs voor de dikste materialen bruikbaar is.

Eindnoten

Hoewel waterstraalsnijden al meer dan een eeuw bestaat, is het proces nog steeds in ontwikkeling. Elke industrie gebruikt waterstraalsnijden rechtstreeks of gebruikt producten die met deze methode zijn gemaakt.

Als we kijken naar de toekomstige trends, zal het niet verwonderlijk zijn om waterstraalsnijders te vinden in de assemblagelijn van de meeste fabrikanten. De toepassing van het proces op bijna alle materialen draagt ​​bij aan de grote vraag naar deze machines.