Wetterstraalsnijden is miskien in ienfâldiger ferwurkingsmetoade, mar it is foarsjoen fan in krêftige stempel en fereasket dat de operator bewust bliuwt fan 'e slijtage en krektens fan meardere ûnderdielen.
It ienfâldichste wetterstraalsnijden is it proses fan it snijden fan hege-druk wetterstralen yn materialen. Dizze technology is meastentiids komplementêr oan oare ferwurkingstechnologyen, lykas frezen, laser, EDM en plasma. Yn it wetterstraalproses wurde gjin skealike stoffen of stoom foarme, en wurdt gjin waarmte-beynfloede sône of meganyske stress foarme. Wetterstralen kinne ultradunne details op stien, glês en metaal snije; fluch gatten boarje yn titanium; iten snije; en sels patogenen yn dranken en dips deadzje.
Alle wetterstraalmasines hawwe in pomp dy't it wetter ûnder druk kin sette foar levering oan 'e snijkop, dêr't it omset wurdt yn in supersonyske stream. Der binne twa haadtypen pompen: pompen mei direkte oandriuwing en pompen mei booster.
De rol fan 'e direkte oandriuwpomp is fergelykber mei dy fan in hegedrukreiniger, en de trijesilinderpomp driuwt trije plunjers direkt fanút de elektromotor oan. De maksimale trochgeande wurkdruk is 10% oant 25% leger as ferlykbere boosterpompen, mar dit hâldt se noch altyd tusken 20.000 en 50.000 psi.
Pompen op basis fan fersterker foarmje it grutste part fan 'e ultra-hege drukpompen (dat binne pompen boppe 30.000 psi). Dizze pompen befetsje twa floeistofsirkwy's, ien foar wetter en de oare foar hydraulyk. It wetterynlaatfilter giet earst troch in patroanfilter fan 1 mikron en dan troch in filter fan 0,45 mikron om gewoan kraanwetter oan te sûgjen. Dit wetter komt yn 'e boosterpomp. Foardat it yn 'e boosterpomp komt, wurdt de druk fan 'e boosterpomp op sawat 90 psi hâlden. Hjir wurdt de druk ferhege nei 60.000 psi. Foardat it wetter úteinlik de pompset ferlit en de snijkop fia de piiplieding berikt, giet it wetter troch de skokdemper. It apparaat kin drukfluktuaasjes ûnderdrukke om de konsistinsje te ferbetterjen en pulsen te eliminearjen dy't merken op it wurkstik efterlitte.
Yn it hydraulyske sirkwy lûkt de elektromotor tusken de elektromotors oalje út 'e oaljetank en set dy ûnder druk. De oalje ûnder druk streamt nei it spruitstuk, en de klep fan it spruitstuk spuit ôfwikseljend hydraulyske oalje oan beide kanten fan 'e biscuit- en plunjer-assemblage om de slagaksje fan 'e booster te generearjen. Omdat it oerflak fan 'e plunjer lytser is as dat fan it biscuit, "fergruttet" de oaljedruk de wetterdruk.
De booster is in suverpomp, wat betsjut dat de biscuit- en plunjer-assemblage hege-drukwetter fan ien kant fan 'e booster leveret, wylst leechdrukwetter de oare kant follet. Recirculaasje lit de hydraulyske oalje ek ôfkuolje as it weromkomt yn 'e tank. De kontrôleklep soarget derfoar dat leechdruk- en hege-drukwetter mar yn ien rjochting streame kin. De hege-druk silinders en einkappen dy't de plunjer- en biscuitkomponinten ynkapselje, moatte oan spesjale easken foldwaan om de krêften fan it proses en konstante druksyklusen te wjerstean. It heule systeem is ûntworpen om stadichoan te falen, en lekkage sil streame nei spesjale "drain gatten", dy't troch de operator kinne wurde kontroleare om regelmjittich ûnderhâld better te plannen.
In spesjale hegedrukpiip transportearret it wetter nei de snijkop. De piip kin ek bewegingsfrijheid jaan foar de snijkop, ôfhinklik fan 'e grutte fan' e piip. RVS is it materiaal fan kar foar dizze pipen, en d'r binne trije mienskiplike maten. Stielen pipen mei in diameter fan 1/4 inch binne fleksibel genôch om te ferbinen mei sportapparatuer, mar wurde net oanrikkemandearre foar lange-ôfstân ferfier fan hegedrukwetter. Om't dizze buis maklik te bûgen is, sels yn in rol, kin in lingte fan 10 oant 20 foet X-, Y- en Z-beweging berikke. Gruttere 3/8-inch pipen 3/8-inch drage meast wetter fan 'e pomp nei de ûnderkant fan' e bewegende apparatuer. Hoewol it bûgd wurde kin, is it oer it algemien net geskikt foar pipeline-bewegingsapparatuer. De grutste piip, dy't 9/16 inch mjit, is it bêste foar it ferfier fan hegedrukwetter oer lange ôfstannen. In gruttere diameter helpt drukferlies te ferminderjen. Pipen fan dizze grutte binne tige kompatibel mei grutte pompen, om't in grutte hoemannichte hegedrukwetter ek in grutter risiko hat op potinsjeel drukferlies. Piipen fan dizze grutte kinne lykwols net bûgd wurde, en fittings moatte op 'e hoeken ynstalleare wurde.
De suvere wetterstraalsnijmasine is de ierste wetterstraalsnijmasine, en syn skiednis kin weromfierd wurde nei de iere jierren '70. Yn ferliking mei kontakt of ynademing fan materialen produsearje se minder wetter op 'e materialen, sadat se geskikt binne foar de produksje fan produkten lykas auto-ynterieurs en wegwerpluiers. De floeistof is tige tin - 0,004 inch oant 0,010 inch yn diameter - en soarget foar ekstreem detaillearre geometryen mei heul min materiaalferlies. De snijkrêft is ekstreem leech, en de befestiging is meastentiids ienfâldich. Dizze masines binne it bêste geskikt foar 24-oere operaasje.
By it beskôgjen fan in snijkop foar in suvere wetterstraalmasine, is it wichtich om te ûnthâlden dat de streamsnelheid de mikroskopyske fragminten of dieltsjes fan it skuormateriaal binne, net de druk. Om dizze hege snelheid te berikken, streamt wetter ûnder druk troch in lyts gat yn in edelstien (meastal in saffier, robijn of diamant) dy't oan 'e ein fan 'e nozzle fêstmakke is. Typysk snijden brûkt in iepeningdiameter fan 0,004 inch oant 0,010 inch, wylst spesjale tapassingen (lykas spuitbeton) maten oant 0,10 inch kinne brûke. By 40.000 psi reizget de stream fan 'e iepening mei in snelheid fan sawat Mach 2, en by 60.000 psi giet de stream boppe Mach 3 út.
Ferskillende sieraden hawwe ferskillende ekspertize yn wetterstraalsnijden. Saffier is it meast foarkommende materiaal foar algemien gebrûk. Se geane sawat 50 oant 100 oeren mei snijtiid, hoewol de abrasive wetterstraaltapassing dizze tiden halveart. Robijnen binne net geskikt foar suver wetterstraalsnijden, mar de wetterstream dy't se produsearje is tige geskikt foar abrasyf snijden. Yn it abrasive snijproses is de snijtiid foar robijnen sawat 50 oant 100 oeren. Diamanten binne folle djoerder as saffieren en robijnen, mar de snijtiid leit tusken de 800 en 2.000 oeren. Dit makket de diamant benammen geskikt foar 24-oere operaasje. Yn guon gefallen kin de diamantopening ek ultrasoan skjinmakke en opnij brûkt wurde.
Yn 'e abrasive wetterstraalmasine is it meganisme fan materiaalferwidering net de wetterstream sels. Omkeard fersnelt de stream abrasive dieltsjes om it materiaal te korrodearjen. Dizze masines binne tûzenen kearen krêftiger as suvere wetterstraalsnijmasines, en kinne hurde materialen lykas metaal, stien, gearstalde materialen en keramyk snije.
De skuurstream is grutter as de suvere wetterstraalstream, mei in diameter tusken 0,020 inch en 0,050 inch. Se kinne stapels en materialen oant 10 inch dik snije sûnder waarmte-beynfloede sônes of meganyske stress te meitsjen. Hoewol har sterkte tanommen is, is de snijkrêft fan 'e skuurstream noch altyd minder as ien pûn. Hast alle skuurstraaloperaasjes brûke in straalapparaat, en kinne maklik oerskeakelje fan gebrûk mei ien kop nei gebrûk mei meardere koppen, en sels de skuurwetterstraal kin wurde omboud ta in suvere wetterstraal.
It skuurmiddel is hurd, spesjaal selektearre en grutte sân - meastentiids granaat. Ferskillende rastergruttes binne geskikt foar ferskate taken. In glêd oerflak kin krigen wurde mei skuurmiddels fan 120 mesh, wylst skuurmiddels fan 80 mesh geskikter bliken te wêzen foar algemiene tapassingen. In snijsnelheid fan 50 mesh is rapper, mar it oerflak is wat rûger.
Hoewol wetterstralen makliker te betsjinjen binne as in protte oare masines, fereasket de mingbuis oandacht fan 'e operator. It fersnellingspotinsjeel fan dizze buis is as in gewearloop, mei ferskillende maten en ferskillende ferfangingslibbensduur. De langduorjende mingbuis is in revolúsjonêre ynnovaasje yn abrasive wetterstraalsnijden, mar de buis is noch altyd tige kwetsber - as de snijkop yn kontakt komt mei in fixture, in swier objekt of it doelmateriaal, kin de buis brekke. Beskeadige pipen kinne net reparearre wurde, dus om de kosten leech te hâlden, is minimale ferfanging nedich. Moderne masines hawwe meastentiids in automatyske botsingsdeteksjefunksje om botsingen mei de mingbuis te foarkommen.
De ôfstân tusken de mingbuis en it doelmateriaal is meastal 0,010 inch oant 0,200 inch, mar de operator moat yn gedachten hâlde dat in ôfstân grutter as 0,080 inch froast feroarsaket op 'e boppekant fan' e snijrâne fan it ûnderdiel. Underwettersnijden en oare techniken kinne dizze froast ferminderje of eliminearje.
Yn it earstoan wie de mingbuis makke fan wolfraamkarbid en hie mar in libbensdoer fan fjouwer oant seis snijoeren. De goedkeape kompositpipen fan hjoed kinne in snijlibbensdoer fan 35 oant 60 oeren berikke en wurde oanrikkemandearre foar rûch snijden of it oplieden fan nije operators. De komposit sementearre karbidbuis ferlingt syn libbensdoer nei 80 oant 90 snijoeren. De heechweardige komposit sementearre karbidbuis hat in snijlibbensdoer fan 100 oant 150 oeren, is geskikt foar presyzje en deistich wurk, en fertoant de meast foarsisbere konsintryske slijtage.
Neist it leverjen fan beweging moatte wetterstraalmasjine-ark ek in metoade omfetsje foar it befeiligjen fan it wurkstik en in systeem foar it sammeljen en opfangen fan wetter en pún fan ferwurkingsoperaasjes.
Stasjonêre en iendiminsjonale masines binne de ienfâldichste wetterstralen. Stasjonêre wetterstralen wurde faak brûkt yn 'e loftfeart om gearstalde materialen te trimmen. De operator fiedt it materiaal yn 'e stream lykas in lintseage, wylst de opfangmasine de stream en it pún sammelet. De measte stasjonêre wetterstralen binne suvere wetterstralen, mar net allegear. De snijmasine is in fariant fan 'e stasjonêre masine, wêrby't produkten lykas papier troch de masine fiede wurde, en de wetterstraal it produkt yn in spesifike breedte snijt. In dwerssnijmasine is in masine dy't lâns in as beweecht. Se wurkje faak mei snijmasines om rasterfoarmige patroanen te meitsjen op produkten lykas automaten lykas brownies. De snijmasine snijt it produkt yn in spesifike breedte, wylst de dwerssnijmasine it produkt dat derûnder fiede wurdt dwerssnijt.
Operators moatte dit type abrasive wetterstraal net mei de hân brûke. It is lestich om it snijobjekt mei in spesifike en konstante snelheid te ferpleatsen, en it is ekstreem gefaarlik. In protte fabrikanten sille masines net iens foar dizze ynstellings offertes jaan.
De XY-tafel, ek wol in flatbed-snijmasine neamd, is de meast foarkommende twadiminsjonale wetterstraalsnijmasine. Suvere wetterstralen snije pakkingen, plestik, rubber en skom, wylst abrasive modellen metalen, kompositen, glês, stien en keramyk snije. De wurkbank kin sa lyts wêze as 2 × 4 foet of sa grut as 30 × 100 foet. Meastentiids wurdt de kontrôle fan dizze masine-ark behannele troch CNC of PC. Servomotors, meastentiids mei sletten-loop feedback, soargje foar de yntegriteit fan posysje en snelheid. De basisienheid omfettet lineêre gidsen, lagerhuzen en kûgelskroefoandriuwingen, wylst de brêge-ienheid ek dizze technologyen omfettet, en de opfangtank omfettet materiaalstipe.
XY-wurkbanken binne meastal te krijen yn twa stilen: de mid-rail gantry-wurkbank omfettet twa basisgidsrails en in brêge, wylst de cantilever-wurkbank in basis en in stive brêge brûkt. Beide masinetypen omfetsje in foarm fan kophichteferstelberens. Dizze Z-asferstelberens kin de foarm oannimme fan in hânmjittige krukas, in elektryske skroef, of in folslein programmeerbere servoskroef.
De sump op 'e XY-wurkbank is meastentiids in wettertank fol mei wetter, dy't foarsjoen is fan roosters of latten om it wurkstik te stypjen. It snijproses brûkt dizze stipen stadich. De sifon kin automatysk skjinmakke wurde, it ôffal wurdt opslein yn 'e kontener, of it kin mei de hân dien wurde, en de operator skept de blik regelmjittich skjin.
Om't it oanpart fan items mei hast gjin platte oerflakken tanimt, binne fiif-assige (of mear) mooglikheden essensjeel foar moderne wetterstraalsnijden. Gelokkich jouwe de lichtgewicht snijkop en lege terugslagkrêft tidens it snijproses ûntwerpers frijheid dy't hege-belêste frezen net hat. Fiif-assige wetterstraalsnijden brûkte yn earste ynstânsje in sjabloansysteem, mar brûkers gongen al gau oer op programmeerbere fiif-assige om de kosten fan in sjabloan kwyt te reitsjen.
Mar sels mei tawijde software is 3D-snijden yngewikkelder as 2D-snijden. It gearstalde sturtdiel fan 'e Boeing 777 is in ekstreem foarbyld. Earst uploadt de operator it programma en programmearret de fleksibele "pogostick"-stêf. De overheadkraan transportearret it materiaal fan 'e ûnderdielen, en de fearstang wurdt losskroefd nei in passende hichte en de ûnderdielen wurde fêstmakke. De spesjale net-snijdende Z-as brûkt in kontaktsonde om it ûnderdiel sekuer yn 'e romte te posysjonearjen, en samplepunten om de juste ûnderdielhichte en rjochting te krijen. Dêrnei wurdt it programma omlaat nei de werklike posysje fan it ûnderdiel; de sonde luts him werom om romte te meitsjen foar de Z-as fan 'e snijkop; it programma rint om alle fiif assen te kontrolearjen om de snijkop loodrecht op it te snijen oerflak te hâlden, en om te operearjen as nedich. Reizgje mei krekte snelheid.
Skuurmiddels binne nedich om gearstalde materialen of elk metaal grutter as 0,05 inch te snijen, wat betsjut dat de útwerper foarkommen wurde moat om de springstang en it arkbêd nei it snijen te snijen. Spesjale puntfangst is de bêste manier om fiif-assige wetterstraalsnijden te berikken. Tests hawwe oantoand dat dizze technology in 50-pk-straalfleantúch ûnder 6 inch kin stopje. It C-foarmige frame ferbynt de fanger mei de Z-as pols om de bal korrekt te fangen as de kop de heule omtrek fan it ûnderdiel ôfsnijt. De puntfanger stopet ek slijtage en konsumearret stielen ballen mei in snelheid fan sawat 0,5 oant 1 pûn per oere. Yn dit systeem wurdt de jet stoppe troch de fersprieding fan kinetische enerzjy: nei't de jet de trap yngiet, komt er de befette stielen bal tsjin, en de stielen bal draait om de enerzjy fan 'e jet te konsumearjen. Sels as horizontaal en (yn guon gefallen) op 'e kop stiet, kin de puntfanger wurkje.
Net alle fiif-assige ûnderdielen binne like kompleks. As de grutte fan it ûnderdiel tanimt, wurdt it oanpassen fan programma's en ferifikaasje fan ûnderdielposysje en snijkrektens yngewikkelder. In protte winkels brûke alle dagen 3D-masines foar ienfâldich 2D-snijden en kompleks 3D-snijden.
Operators moatte bewust wêze dat der in grut ferskil is tusken ûnderdielkrektens en masinebewegingskrektens. Sels in masine mei hast perfekte krektens, dynamyske beweging, snelheidskontrôle en poerbêste werhelberens kin miskien net "perfekte" ûnderdielen produsearje. De krektens fan it ôfmakke ûnderdiel is in kombinaasje fan prosesflater, masineflater (XY-prestaasjes) en wurkstikstabiliteit (fixture, flakheid en temperatuerstabiliteit).
By it snijen fan materialen mei in dikte fan minder as 1 inch leit de krektens fan 'e wetterstraal meastal tusken ±0,003 en 0,015 inch (0,07 oant 0,4 mm). De krektens fan materialen dy't mear as 1 inch dik binne, leit binnen ±0,005 oant 0,100 inch (0,12 oant 2,5 mm). De hege prestaasjes XY-tafel is ûntworpen foar in lineêre posysjonearringskrektens fan 0,005 inch of heger.
Potinsjele flaters dy't ynfloed hawwe op de krektens omfetsje arkkompensaasjefouten, programmearfouten en masinebeweging. Arkkompensaasje is de wearde dy't yn it kontrôlesysteem ynfierd wurdt om rekken te hâlden mei de snijbreedte fan 'e jet - dat is, de hoemannichte snijpaad dy't útwreide wurde moat om it definitive ûnderdiel de juste grutte te krijen. Om potinsjele flaters yn heechpresyzjewurk te foarkommen, moatte operators proefsnijdingen útfiere en begripe dat arkkompensaasje oanpast wurde moat oan 'e frekwinsje fan slijtage fan 'e mingbuis.
Programmearfouten komme meast foar om't guon XY-kontrôles de ôfmjittings op it ûnderdielprogramma net werjaan, wêrtroch it lestich is om it gebrek oan dimensjonele oerienkomst tusken it ûnderdielprogramma en de CAD-tekening te detektearjen. Wichtige aspekten fan masinebeweging dy't flaters kinne yntrodusearje binne de gat en werhelberens yn 'e meganyske ienheid. Servo-oanpassing is ek wichtich, om't ferkearde servo-oanpassing flaters kin feroarsaakje yn gatten, werhelberens, fertikaalheid en trillingen. Lytse ûnderdielen mei in lingte en breedte fan minder as 12 inch hawwe net safolle XY-tafels nedich as grutte ûnderdielen, sadat de mooglikheid fan masinebewegingsflaters minder is.
Skuurmiddels binne ferantwurdlik foar twa tredde fan 'e eksploitaasjekosten fan wetterstraalsystemen. Oare kosten omfetsje stroom, wetter, loft, ôfslutingen, kontrôlekleppen, iepeningen, mingpipen, wetterynlaatfilters en reserveûnderdielen foar hydraulyske pompen en hegedruksilinders.
Bedriuw mei folslein fermogen like earst djoerder, mar de tanimming fan produktiviteit wie grutter as de kosten. As de streamsnelheid fan it abrasive produkt tanimt, sil de snijsnelheid tanimme en de kosten per inch ôfnimme oant it optimale punt berikt wurdt. Foar maksimale produktiviteit moat de operator de snijkop mei de rapste snijsnelheid en it maksimale hynstefermogen draaie foar optimaal gebrûk. As in systeem fan 100 pk mar in kop fan 50 pk draaie kin, dan kin it rinnen fan twa koppen op it systeem dizze effisjinsje berikke.
It optimalisearjen fan abrasive wetterstraalsnijden fereasket omtinken foar de spesifike situaasje, mar kin poerbêste produktiviteitsferhegingen opleverje.
It is net ferstannich om in loftspleet grutter as 0,020 inch te snijen, om't de striel yn 'e spleet iepenet en legere nivo's rûchwei snijt. It ticht opinoar stapeljen fan 'e materiaalplaten kin dit foarkomme.
Mjit produktiviteit yn termen fan kosten per inch (dat is, it oantal ûnderdielen dat troch it systeem produsearre wurdt), net kosten per oere. Eins is rappe produksje needsaaklik om yndirekte kosten ôf te skriuwen.
Wetterstralen dy't faak gearstalde materialen, glês en stiennen trochboarje, moatte foarsjoen wurde fan in controller dy't de wetterdruk kin ferminderje en ferheegje. Fakuümassistinsje en oare technologyen fergrutsje de kâns op it suksesfol trochboarjen fan kwetsbere of laminearre materialen sûnder it doelmateriaal te beskeadigjen.
Automatisearring fan materiaalôfhanneling is allinnich sinfol as materiaalôfhanneling in grut part fan 'e produksjekosten fan ûnderdielen útmakket. Skuorjende wetterstraalmasines brûke meastentiids hânmjittich lossen, wylst platen snijden benammen automatisearring brûkt.
De measte wetterstraalsystemen brûke gewoan kraanwetter, en 90% fan 'e wetterstraaloperators meitsje gjin oare tariedings as it wetter sêfter meitsje foardat se it wetter nei it ynlaatfilter stjoere. It brûken fan omkearde osmose en deionisatoren om wetter te suverjen kin ferliedlik wêze, mar it fuortheljen fan ioanen makket it makliker foar it wetter om ioanen fan metalen yn pompen en hegedrukpipen op te nimmen. It kin de libbensdoer fan 'e iepening ferlingje, mar de kosten foar it ferfangen fan 'e hegedruksilinder, kontrôleklep en eindeksel binne folle heger.
Underwettersnijden ferminderet oerflakfrosting (ek wol bekend as "beslaan") oan 'e bopperâne fan abrasive wetterstraalsnijden, wylst it ek straallûd en gaos op it wurkplak sterk ferminderet. Dit ferminderet lykwols de sichtberens fan 'e straal, dus it is oan te rieden om elektroanyske prestaasjemonitoring te brûken om ôfwikingen fan pykomstannichheden te detektearjen en it systeem te stopjen foardat der skea oan komponinten ûntstiet.
Foar systemen dy't ferskillende skermgruttes brûke foar ferskillende taken, brûk asjebleaft ekstra opslach en dosearring foar mienskiplike maten. Lytse (100 lb) of grutte (500 oant 2.000 lb) bulktransport en relatearre dosearringskleppen meitsje rappe wikseling mooglik tusken skermgruttes, wêrtroch downtime en problemen wurde fermindere, wylst de produktiviteit wurdt ferhege.
De skieder kin effektyf materialen snije mei in dikte fan minder as 0,3 inch. Hoewol dizze nokken meastentiids in twadde slypjen fan 'e tap kinne garandearje, kinne se fluggere materiaalôfhanneling berikke. Hurdere materialen sille lytsere labels hawwe.
Masine mei abrasive wetterstraal en kontrôle fan 'e snijdjipte. Foar de juste ûnderdielen kin dit nije proses in oansprekkend alternatyf biede.
Sunlight-Tech Inc. hat de Microlution laser-mikrobearbeitings- en mikrofreessintra fan GF Machining Solutions brûkt om ûnderdielen te produsearjen mei tolerânsjes fan minder as 1 mikron.
Wetterstraalsnijden nimt in plak yn op it mêd fan materiaalproduksje. Dit artikel sjocht nei hoe't wetterstraalsnijden wurkje foar jo winkel en sjocht nei it proses.
Pleatsingstiid: 4 septimber 2021