Waterjets 101:Abrasive Waterjet Machining

Waterstraalsnijden is een speciale technologie die wordt gebruikt in een breed scala van industrieën, van mijnbouw tot voedselverwerking, die teruggaat tot ongeveer 1850. In de jaren zestig en zeventig werden grote vorderingen gemaakt, niet alleen in de technologie en het ontwerp, maar ook in de fabricagemethoden van deze hoogwaardige druk pompen. Tegen 1990 werd een hogedrukwaterstraalstroom gemengd met schurende materialen en een nieuwe revolutie in vormsnijden was geboren:schurende waterstraalbewerking. Deze ontdekking van toegevoegd schuurmiddel (granaat) aan de hogedrukstraalstroom veranderde die straalstroom in een nauwkeurig slijpgereedschap dat door ELK materiaal kan snijden waarmee het in contact komt. In het volgende decennium werd het proces aangescherpt tot een precisiesnijtechnologie voor niet alleen plaatmetaal, maar letterlijk elk materiaal. Waterjet kan veel materialen verwerken, zoals staal, aluminium, plastic, hout, tapijt, schuim, tegels, steen en letterlijk alles wat je maar kunt aanraken.

Beperkingen van waterstraalsnijden

Hoewel er veel voordelen zijn, zijn er een paar regels en materiële voorwaarden die ook moeten worden opgemerkt. Ten eerste moet een waterstraal helemaal DOOR een materiaal gaan, aangezien etsen en schuren tot een gecontroleerde diepte in het algemeen niet mogelijk is met enige nauwkeurigheid. Onderbroken sneden, zoals holtes tussen muren en buizen, zijn over het algemeen geen geschikte toepassingen voor waterstralen omdat de straalstroom niet langer wordt gecontroleerd bij het verlaten van de eerste muur in de ruimte tussen muren - waardoor een breed "shotgun" -type patroon ontstaat aan de andere kant muur.

Laminaten zijn een problematisch materiaal voor waterjets, maar alleen bij het doorboren. Dit komt omdat wanneer de jetstream door het materiaal snijdt/slijpt (in een blind gat), het ook probeert om lagen uit elkaar te pellen. Hoewel er enkele lagedrukbenaderingen voor deze materialen zijn, zijn ze niet 100% betrouwbaar. De beste methode is dus om een ​​startgat te boren voor het bewerken van laminaat. Gehard glas, bros keramiek en soortgelijke materialen zijn ook problematisch omdat ze de neiging hebben te versplinteren zodra de spanning wordt verlicht door de snijwerking van het proces.

Voordelen van waterstraalsnijmachines

Nu we hebben besproken wat we moeten vermijden bij een waterjet, kunnen we zeggen dat de rest van de productiewereld en materialen wijd open zijn en gemakkelijk kunnen worden bewerkt door het schurende waterjet-bewerkingsproces. Het bedieningsgemak van een waterstraalsnijsysteem maakt het ook zeer aantrekkelijk voor zowel beginnende als deskundige winkels. Gewoonlijk is de enige informatie die nodig is voor een waterjet het vormbestand in een eenvoudig DXF-formaat - dan voert de operator het type, de dikte en de gewenste precisie van de snede in. Vanwege de eenvoud en flexibiliteit zijn er nu veel bedrijven die hun bestaande werkwijzen vervangen of aanvullen met waterstraalsnijmethoden, omdat dit een nauwkeurige snijmethode is die geen gevaarlijke dampen of afval produceert en GEEN thermisch proces is. Dit betekent dat onderdelen van warmtegevoelige materialen zoals de meeste kunststoffen niet worden beschadigd of vernietigd tijdens het bewerkingsproces. Tegenwoordig is de waterstraaltechnologie in staat snijdrukken van meer dan 90 kpsi (90 kpsi) te produceren.

Waterjets worden bepaald door drie belangrijke factoren:

1. Tabel/reisgrootte of capaciteit;
2. Snijdruk; en
3. Paardenkracht verminderen (pk).

Een typisch waterjetsysteem heeft een tafelverplaatsing van 5' x 10' of 6' x 12' met een werkdruk van 60.000 psi (60 kpsi), aangedreven door een 30 HP elektrisch aangedreven hydraulische pomp om die druk te produceren. De pompdruk - en het watervolume dat bij die druk wordt geproduceerd - kan een grote invloed hebben op niet alleen de prestaties van de machine, maar ook op de bedrijfskosten van de machine. Een pomp die werkt met een druk van 40 kpsi is misschien een paar dollar minder om per uur te draaien, maar het kan letterlijk twee keer zo lang duren om hetzelfde onderdeel van dezelfde kwaliteit te snijden als diezelfde machine die werkt op 60 kpsi, waardoor de productiekosten worden verdubbeld. In een ander voorbeeld zal een pomp die 60 kpsi produceert bij 30 HP 0,6 gallon per minuut (GPM) water onder druk produceren. Dezelfde machine die bij dezelfde druk (60 kpsi) werkt, maar een pomp van 60 pk gebruikt, produceert 1,2 GPM snijwater onder druk, waardoor de operator de snijsnelheden voor hetzelfde onderdeel, tot dezelfde toleranties, met 40 kan verhogen. %.

Pompen

Er zijn twee belangrijke pomptypes beschikbaar voor aankoop of vervanging op een waterjetsysteem. Intensifier Pumps zijn verreweg populairder vanwege de hogere snijsnelheden, constante werkdruk en betrouwbaarheid. Hieronder vindt u een beschrijving van de typen pompen die beschikbaar zijn voor toepassingen voor het snijden van recht water en schurend water:

Directe aandrijving

Doorgaans worden drie plunjers aangedreven door een elektrische (of benzine-/dieselmotor) — die aan een krukas draait en tot 55 kpsi produceert. De belangrijkste voordelen van dit type pomp zijn:

• De lagere investeringskosten van de pomp,
• Er is geen koelwater nodig,
• Geen prestatieverlies van de aandrijving door een oliehydraulisch systeem, en
• Het gecreëerde volume water onder hoge druk is groter dan dat van een pomp met versterkertype.

De nadelen van dit type pomp zijn dat de druk elk uur geleidelijk afneemt vanaf het moment dat de pomp wordt ingeschakeld, omdat de afdichtingen en interne pompcomponenten slijten, waardoor de snijsnelheid en afwerking worden beïnvloed. Deze pomp heeft ook meer interne slijtagecomponenten die iets hogere uitvaltijd en kosten voor onderhoud vereisen.

Versterker

In deze pomp produceert een elektrische (of benzine/diesel) motor een hydraulische oliedruk van (meestal) 3 kpsi of hoger. Deze onder druk staande olie wordt vervolgens overgebracht naar een cilinder die een zuiger heen en weer drijft. De zuiger is verbonden met een zuiger die 20x kleiner is dan de zuiger. Hogedrukafdichtingen scheiden de olie in de zuigerkamer van het water in de zuigerkamer. De verschillende verhoudingen in diameter tussen de zuiger en plunjer creëren het effect van intensivering en dus zal de 3 kpsi hydraulische oliedruk 60 kpsi waterdruk creëren. De belangrijkste voordelen van dit type pomp zijn dat de druk groter en consistenter is, waardoor hogere snijsnelheden en betrouwbare snijoppervlakken mogelijk zijn. Nadeel is dat deze pomp koelwater nodig heeft voor de hydraulische olie en iets minder elektrisch zuinig is.

Elk type hogedrukpomp kan worden gebruikt om te snijden met rechte waterstraal of schurende waterstraal. Elke schurende waterstraalmachine kan worden gebruikt als een rechte watermachine door simpelweg het schurende mengsel te verwijderen. Machines die zijn ontworpen voor het snijden van recht water, kunnen echter aanzienlijke aanpassingen vereisen om abrasieve bewerkingsmethoden te gebruiken. Typische toepassingen voor elk worden hieronder vermeld:

• Recht water: Gebruikt voor toepassingen die met een mes of schaar kunnen worden gesneden, zoals voedselverwerking, papier, tapijt, schuim, glasvezelisolatie, pakkingen, enz.
• Schuurstraalbewerking: Metalen, kunststoffen, tegels, steen, graniet en alle andere materialen die niet gemakkelijk te snijden zijn.
• Verwerkte materialen: Staal, aluminium, roestvrij staal, koper, messing, kunststof, schuim, pakkingen, isolatie, tapijt, glas, tegels, steen, hout, enz.

Populaire waterjetfabrikanten zijn Bystronic, Calypso, Esab, Flow, Omax, Jet Edge, Ward Jet, Hydra Jet, Romeo Engineering, Wardjet en KMT. Als u meer wilt weten over waterjets of andere fabricagemachines, bekijk dan de onderstaande bron of neem contact met ons op.