Waterstraalsnijden: Een Bewogen Geschiedenis van Innovatie en Precisie

Waterstraalsnijtechnologie is een van de meest voorkomende methodes wier toepassingen je in veel verschillende structuren kunt vinden - van hoogwaardige keuken marmeren werkbladen tot industriële tools en processen.

Als je kijkt naar de apparatuur die waterstraalsnijden mogelijk maakt, ziet het er heel geavanceerd en high-end uit. Echter, de geschiedenis achter het proces is ouder dan je misschien dacht.

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

Wie Vond Waterstraalsnijden Uit?

Het was Norman Franz die gekrediteerd wordt met het eerste octrooi voor een waterstraalsnijmachine. Hij was professor aan de Universiteit van British Columbia. Zijn proces gebruikte water bij een druk van 10.000 psi.

De geschiedenis van waterstraalsnijden heeft zijn wortels in de midden 19e eeuw, met de vroegste toepassing het verwijderen van klei- en grindafzettingen. Het gebruik van waterstralen voor mijnbouw wordt aangeduid als hydraulische erosiemijnbouw.

Er zijn gevallen waar waterstraalsnijden al in de jaren 1850 in Rusland en Nieuw-Zeeland werd gebruikt, met het doel van delven in kolenmijnen.

Gewijzigde vormen van waterstraalsnijden werden ook gebruikt voor goudmijnbouw, om de goudaders van aarde en stenen onzuiverheden te zuiveren. Waterdruk voor deze toepassingen was slechts ongeveer 800 psi. In fehet gaf de Amerikaanse goudkoorts een grote impulso aan het gebruik van waterstraaltechnologie voor mijnbouw.

Amerikaanse en Russische ingenieurs optimaliseerden het proces in de jaren 1930 ook om gietstukken te reinigen. Echter, de waterdruk voor deze toepassingen was nog niet zo hoog, slechts ongeveer 1500 psi.

Wanneer Waren Waterstralen Uitgevonden?

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

Wanneer werd Zuiver Waterstraalsnijden Ontwikkeld?

De geschiedenis van waterstraal is sinds de jaren 1850 voor het doel van mijnbouw bekend. Echter, praktische toepassing van waterstraalsnijden vond plaats in de jaren 1930 door papierbedrijven om dikke riemen papier te snijden.

De eerste vastgelegde toepassing van waterstraal was in 1933 toen een papierbedrijf in Wisconsin het proces gebruikte om horizontaal bewegende riemen papier te snijden.

Wanneer werd Abrasieve Waterstraalbewerking Ontwikkeld?

Abrasieve waterstraaltechnologie werd voornamelijk ontwikkeld door een Egyptisch-Amerikaans ingenieur genaamd Mohamed Hashish. Deze abrasieve waterstraalsnijders waren commercieel heel haalbaar en vonden hun toepassingen snel.

Terwijl abrasieve waterstraalsnijden vóór Mohamed Hashish bestond, was de toepassing van deze technologie beperkt tot natte straalbehandeling. 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 vloeistofstraalbewerkingsmethodes in de jaren 1950. Deze machines realiseerden bewerking door een druk van 6900 bar te gebruiken. Ze werden toegepast voor het snijden van luchtvaartapparatuur en kunststoffen.

Wanneer werd de Eerste Commerciële Waterstraalsnijder Geïntroduceerd?

Waterstraalsnijders werden in de jaren 1970 commercieel beschikbaar, geïntroduceerd door Bendix Corporation.

Tijdlijn van Waterstraalsnij Ontwikkelingen

Hier is een korte geschiedenis van de ontwikkeling van waterstraalsnijtechnologie:

1930-1940

• Laag-druk waterstraalsnijsystemen werden toegepast voor het snijden en verwerken in papieroctrooibedrijven. De technologie om een waterstraal te gebruiken om papier te snijden, werd ontwikkeld door Leslie Tirrell en Elmo Smith.
• Terwijl eerdere waterstraalsnijtechnologie voor mijnbouw zeer brede straalbundels had, zagen de nieuwe waterstraalsnijders in de jaren 1930 de ontwikkeling van smalle bundels waterstraal.
• Het grootste probleem op dat moment betrof het vinden van een betrouwbare hoge-drukpomp die voldoende waterdruk kon creëren.

1940-1950

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

1950-1960

• In 1956 innoveerde Carl Johnson, werkzaam voor Durox International in Luxemburg, de technologie zodat deze toegepast kon worden om zachte plastic vormen te snijden.
• In 1958 ontwikkelde een luchtvaartingenieur waterstraalsnijders die een druk van 100.000 PSI (6900 bar) konden leveren. Deze snijders werden toegepast voor het snijden van luchtvaartmaterialen en kunststoffen. Deze technologie gebruikte hypersonische vloeistofstralen die door legeringen konden piercen, inclusief roestvrij staal.
• Hoewel het hoge-druk water effectief was in het doorsnijden van harde materialen, betrof het ook het probleem van delaminatie van materialen. Daarom waren verdere aanpassingen in het proces vereist.
• Norman Franz probeert initiële runs van een abrasieve waterstraalmachine. In zijn experimenten werd abrasieve waterstraal gebruikt om hout te snijden.

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 waterstraalsnijstelsel dat op de markt beschikbaar was. Het grote succes van deze snijders was de korundkristal waterstraalmondingen ontwikkeld door Bendix. Deze mondingen konden zeer hoge waterdrunken weerstaan.
• Mohamed Hashish creëert een duurzaam abrasief waterstraalmondingconcept dat het proces van abrasief waterstraalsnijden kan weerstaan. Het revolutioneerde de industrie en maakte abrasief waterstraalsnijden beschikbaar voor een breed scala aan materialen.

1980-1990

• Boride Corp ontwikkelt abrasieve waterstraalsnijmondingen van keramisch tungsten carbide materiaal.
• Ingersoll-Rand werd een van de grote leveranciers van abrasieve waterstraalsnijders.

1990-2000

• Omax introduceert een bewegingsbesturingssysteem voor waterstraalsnijders dat de waterstraal kon bewegen.

2000-2010

• Ontwikkeling van nul-taper waterstraalsnijden dat de nauwkeurigheid van het proces verbetert.
• Ontwikkeling van meeras waterstraal die complexe insnijdingen in het werkstuk kon creëren.

2010-heden

• Waterstraalsnijden incorporeert een zes-as faciliteit, wat deze machines in staat stelt om nog meer geavanceerde vormen te creëren.
• Voorziening van talloze verschillende software die compatibel zijn met waterstraalsnijders. Deze software komt met voorgeprogrammeerde profielen voor veelvoorkomende snijvormen.

Waterstraalsnij Technologieën van de Toekomst

Een van de nieuwste trends in waterstraalsnijden is de ontwikkeling van kleinere waterstraalsnijders. Kleinere snijders zorgen ervoor dat fabricanten waterstraalsnijden in hun bestaande werkplaats kunnen integreren zonder te hoeven nadenken over ruimtevereisten.

Ontwikkeling van kleinere waterstraalsnijders biedt ook de optie voor kleinschalige fabricanten om de technologie aan te bieden in plaats van specialiteitswinkels.

De snelheid van waterstraalsnijden is ook een van de factoren die verbeterd wordt. Dit kan gedaan worden door de waterdruk te verhogen en efficiëntere software te gebruiken samen met hoge rekenkracht.

Een ander gebied waarin de technologie verbetert, is het opduwen van de grenzen van de ultra-hoge-druk waterpomp die in het proces wordt gebruikt. Deze ultra-hoge-druk waterpompen zullen de grenzen van de technologie verleggen, waardoor het bruikbaar wordt voor zelfs de dikste materialen.

Slotopmerkingen

Hoewel waterstraalsnijden al meer dan een eeuw bestaat, evolueert het proces nog steeds constant. Elke industrie gebruikt waterstraalsnijden direct of producten die door deze methode gemaakt zijn.

Als we kijken naar de toekomsttrends, zal het niet verrassend zijn om waterstraalsnijders in de productielijn van de meeste fabrikanten te vinden. De toepassing van het proces op bijna alle materialen draagt bij aan de hoge vraag naar deze machines.