Waterstraalsnijden Voordelen en nadelen

Is de abrasieve waterstraalmethode zinvol voor 2-assige metaalafsnijding?

Het moderne waterstraalsnijden heeft zijn wortels in het gebruik van water (hoewel bij relatief lage druk) om zachte materialen zoals papier en voedsel te snijden, dat teruggaat tot de jaren dertig van de vorige eeuw. Dankzij de evolutie van hogedruktechnologie en apparatuur, is de huidige schuurmethode in staat om nauwkeurig metaal te snijden.

Maar heeft waterstraalsnijden zin voor 2-assige afsnijding van kleine metalen onderdelen? Het evalueren van de voor- en nadelen van het proces is van cruciaal belang om te beslissen of de methode aan uw behoeften zal voldoen.

Enkele voordelen van schurend waterstraalsnijden

Een waterstraal voor het snijden van metaal met behulp van water onder hoge druk en een korrelig schuurmiddel - voornamelijk granaatpoeder. Op deze manier wordt waterstraalsnijden typisch gebruikt om complexe vormen in de X/Y-assen van grote, vlakke platen metaal of composietmateriaal te maken.

De toevoeging van het schuurmiddel aan het mondstuk verhoogt het snijvermogen van de waterstroom met een hoge PSI. Hierdoor kan de machine ook worden gebruikt met alleen water voor positionering (of de "snelle") en vervolgens met een schuurmiddel om het werkstuk te snijden.

Bij schurend waterstraalsnijden ontstaat geen warmte. Dat betekent dat het kan worden gebruikt om verschillende metalen, kunststoffen en andere materialen te snijden, zonder te smelten, te vervormen of krom te trekken. De methode is in staat tot toleranties tot ± 0,005″ (0,127 mm) indien nodig.

Afhankelijk van het eindgebruik van de gesneden delen, kan het waterstraalsnijden van metaal ook verschillende snijkantkwaliteiten opleveren. Deze verschillen worden bereikt door de snelheid van het proces te variëren; een hogere snelheid kan worden gebruikt wanneer het doel is om materiaal te scheiden zonder rekening te houden met de snijrand. Waar onderdelen echter een nauwe tolerantie en een gladdere randafwerking moeten hebben, is een lagere snijsnelheid vereist. De kwaliteit van de rand heeft dus invloed op de kosten van het werk, waarbij de productie van een rand van betere kwaliteit langer duurt.

Enkele nadelen van waterstraalsnijden

Net als bij een laserstraal is de waterstraalsnijstroom het meest effectief wanneer deze het meest geconcentreerd is. Maar bij het doorsnijden van buizen kunnen holtes ervoor zorgen dat de stroom diffuus wordt, waardoor de nauwkeurigheid en het snijvermogen snel verloren gaan.

Evenzo zullen gestrande of vezelige materialen werken als honingraten en kunnen ze ook "kronkelen" in de stroom, wat resulteert in een slechte snede. Bovendien, bij het snijden van vezelig materiaal, "glijdt" een deel van de waterstraalstroom rond het te snijden materiaal in plaats van er doorheen te gaan en een zuivere snede te maken. Dit kan een defecte eindsnede veroorzaken die vaak de penpunt wordt genoemd.

Om optimaal snijden met waterstraalsnijden te garanderen, is de juiste afstandshoogte — de afstand tussen de uitgang van het waterstraalmondstuk en het werkstuk — 1 mm (0,0394”) tot 1,5 mm (0,0591”). Dit is onpraktisch met 3D-onderdelen die een dergelijke nabijheid eenvoudigweg niet toestaan.

Een meer gebruikelijke consequentie is dat voor precisieafmetingen de waterstraalsnede altijd een taps toelopende vorm heeft. Die tapsheid kan grote schade aanrichten aan precisietoleranties, met conische en tonvormige effecten. Terwijl een moderne waterstraalsnijmachine die effecten compenseert door het mondstuk te "kantelen", kan het snijoppervlak een buigpatroon vertonen dat een helling in de snede veroorzaakt.

Problemen met schuurpoeder

Bij het snijden van waterstraalmetaal moet het metaal dat wordt gesneden zachter zijn dan het schurende poeder dat als onderdeel van de waterstraalstroom in het mondstuk wordt gevoerd. Dus hoewel het bijvoorbeeld mogelijk is om wolfraam te snijden met waterstraalbewerking met granaatpoeder, is het een grote uitdaging omdat wolfraam en granaat zo dicht bij elkaar liggen in hardheid op de schaal van Mohs.

Met waterjet schurende granaat die wegstraalt met een snelheid van 60.000 PSI of meer, kan het granaatpoeder de afwerking van elk omringend, blootgesteld materiaal ruw maken of matteren. Deze waas kan strikt cosmetisch zijn, of functioneel zijn als het de oppervlakteafwerking en de Ra-waarde van het materiaal beïnvloedt.

De gemiddelde waterstraalsnij-instelling kan 2 pond verspilde slijpkracht produceren voor elke minuut snijden. De hoeveelheid afval hangt natuurlijk af van de dikte van de snede, het materiaal en andere factoren. Maar in de regel produceert iets dat 15 minuten duurt om te snijden 30 pond schurend granaatafval, vermengd met veel water. Dit wordt een groot verwijderingsprobleem.

Bovendien voert slechts ongeveer 5% van het gebruikte granaatpoeder daadwerkelijk de snijhandeling uit; de balans is slechts een deel van het waterstraalstroompad. Studies hebben aangetoond dat na het uitwerpen een deel van de granaat is gebroken. Dat maakt het lastig om het granaatpoeder te recyclen voor hergebruik; hoewel niet bot, zal het gebroken materiaal niet de juiste snijwerking leveren.

Naar Waterjet of niet naar Waterjet?

Net als bij andere precisiemethoden voor het snijden van metaal, heeft schurend waterstraalsnijden nadelen - problemen die moeten worden afgewogen tegen de voordelen. Andere methoden kunnen echter een betere keuze zijn voor toepassingen zoals 2-assige afsnijding van kleine precisiebuizen, staven en draden.

Het nemen van de beslissing vereist een diepgaand begrip van uw unieke toepassing en zijn specifieke parameters, evenals een goed begrip van de andere opties.

Hoe verhoudt waterstraalsnijden zich tot andere precisie-metaalsnijmethoden? Blijf lezen om erachter te komen.