آشنایی با دستگاه واترجت
دستگاه واترجت
دستگاه واترجت یا برش با آب وسیله ی است که برای برش فلزات یا دیگر مواد مثل سنگ و گرانیت به کار برده می شود. در دستگاه واترجت از یک جریان نازک آب معمولی یا مخلوطی از آب و مواد ساینده (abrasive substance) مثل اکسید آلومینیوم یا garnet با سرعت و فشار بسیار بالا (به عنوان مثال MPa 400) که از داخل یک روزنه کوچک خارج می شود، استفاده می گردد.
زمانی که مواد مورد نظر برای برش دادن حساس به حرارت باشند استفاده از برش آب ارجحیت دارد.
بعضی از واترجت ها از آب خالی (بدون مواد ساینده) برای برش استفاده می کنند . این دستگاه ها برای بریدن مواد نرم تر مثل مواد غذایی، لاستیک و فوم مناسب هستند.
با تغییردادن قطعات نازل و نوع و اندازه مواد ساینده می توان عرض یا kerf برش را تغییر داد. در برش های معمولی با مواد ساینده عرض برش بین 0.04 تا 0.05 اینچ (1.016 تا 1.27 میلیمتر) می باشد ولی به باریکی 0.508 میلیمتر هم می تواند برسد.
در برش بدون مواد ساینده، عرض برش در حالت عادی بین 0.178 تا 0.33 میلیمتر است. اما به کوچکی 0.076 میلیمتر که تقریبا برابر با ضخامت موی انسان هست هم می تواتد باشد. به وسیله این جت های بسیار کوچک می توان برای کاربردهای بسیار متنوعی برش های خیلی دقیقی ایجاد نمود.
مزایای واترجت
مزیت مهم واترجت قابلیت آن برای برش مواد مختلف بدون تغییر خواص ذاتی و آسیب زدن به آن است. چون در این روش مواد تحت عملیات حرارتی قرار نمی گیرند.
قابلیت دیگر دستگاه های واترجت در برش های پیچیده است. واترجت ها می توانند شکل های پیچیده را با سرعت و دقت بالا و به صورت اقتصادی تولید نمایند. این کار بوسیله اهرم های 3 بعدی و نرم افزار مخصوص قابل انجام است.
واترجت یا برش بوسیله جت آب یک فن آوری پاک یا سبز محسوب می گردد. در این روش ضایعات زیان بار تولید نمی شود و هزینه ضایعات کاهش می یابد. با توجه به عرض برش بسیار کم در این روش می توان حداکثر استفاده را از قطعات نمود و در نتیجه باز از هزینه مواد مصرفی کاسته می شود.
دستگاه های واترجت مصرف آب کمی (نیم گالن تا یک گالن در دقیقه) با توجه به اندازه روزنه نازل (orifice) دارند .این مقدار آب مصرفی قابل بازیافت از طریق سیستم حلقه بسته می باشد. مواد ساینده garnet، طبیعی و غیرسمی بوده و قابل استفاده مجدد هستند. واترجت ها ذرات گرد و غبار موجود در هوا که حاصل عملیات برش هستند را ایجاد نمی کنند.
دستگاه واترجت تقریبا هر ماده ای را که بتوان به صورت ورق درآورد و در مقابل آن قرار داد را می تواند برش دهد. موادی که معمولا برای برش آنها از واترجت استفاده می شود عبارتند از: لاستیک، فوم، پلاستیک ها، چرم، کامپوزیت ها، سنگ، کاشی، فلزات، مواد غذایی، کاغذ و … موادی که برای برش آنها نمی توان از واترجت استفاده کرد شیشه آبدیده (tempered glass) الماس و سرامیک های خاص هستند. دستگاه واترجت قابلیت برش مواد تا 45 سانتیمتر ضخامت را داراست.
مشخصات اصلی برش بوسیله دستگاه واترجت
– استفاده از جریان بسیار سریع مواد ساینده در داخل آب با فشار بسیار بالا (Psi 90.000 تا 30.000 یا Mpa 621 تا 207) که توسط پمپ تشدیدکننده (intensifier pump) تولید می شود.
– کاربرد برای برش رنج وسیع از مواد مختلف شامل مواد حساس به حرارت، مواد نرم یا بسیار سخت
– عدم ایجاد آسیب حرارتی در سطح یا لبه های قطعه کار
– نازل معمولا از جنس sintered boride ساخته می شوند.
– ایجاد زاویه برش (اختلاف عرض شکاف در سطح بالایی و پایینی قطعه) کمتر از یک درجه در بیشتر برش ها که با کاهش سرعت عملیات برش این مقدار را هم می توان کاملا از بین برد.
– فاصله نازل تا قطعه کار روی اندازه شکاف و نرخ برش تاثیرگزار است. معمولا این فاصله در حدود 3.175 میلیمتر انتخاب می شود.
قسمتهای مختلف واترجت
1- آب 2- جواهری (لعل یا الماس) 3- مواد ساینده 4- نگهدارنده 5- خروج آب و مواد 6- قطعه کار7- پایه های نگهدارنده قطعه کار 8- آب انباشته شده 9- محل برش داده شده 10- لوله هدایت مواد 11- مواد ساینده
کیفیت مقطع یا لبه های برش
با کاهش سرعت عملیات برش کیفیت مقطع برش بهبود می یابد. با توجه به شکل برای مواد نازک سرعت برش برای دستیابی به کیفیت حالت 1 سه برابر سرعت در حال 5 است. برای مواد ضخیم تر سرعت برش در حالت 1، شش برابر سرعت برش برای کیفیت در حالت 5 است. به عنوان مثال سرعت برش برای آلومینیوم با ضخامت 4 اینچ و کیفیت شماره پنج 18 میلیمتر بر دقیقه و برای کیفیت حالت یک 107 میلیمتر بر دقیقهاست.
شکل پایین نمایی شماتیک از برش قطعه کار با واترجت را نشان می دهد.
دستگاه واترجت یا برش با آب وسیله ی است که برای برش فلزات یا دیگر مواد مثل سنگ و گرانیت به کار برده می شود. در دستگاه واترجت از یک جریان نازک آب معمولی یا مخلوطی از آب و مواد ساینده (abrasive substance) مثل اکسید آلومینیوم یا garnet با سرعت و فشار بسیار بالا (به عنوان مثال MPa 400) که از داخل یک روزنه کوچک خارج می شود، استفاده می گردد.
زمانی که مواد مورد نظر برای برش دادن حساس به حرارت باشند استفاده از برش آب ارجحیت دارد.
بعضی از واترجت ها از آب خالی (بدون مواد ساینده) برای برش استفاده می کنند که این دستگاه ها برای بریدن مواد نرم تر مثل مواد غذایی، لاستیک و فوم مناسب هستند.
با تغییردادن قطعات نازل و نوع و اندازه مواد ساینده می توان عرض یا kerf برش را تغییر داد. در برش های معمولی با مواد ساینده عرض برش بین 0.04 تا 0.05 اینچ (1.016 تا 1.27 میلیمتر) می باشد ولی به باریکی 0.508 میلیمتر هم می تواند برسد.
در برش بدون مواد ساینده، عرض برش در حالت عادی بین 0.178 تا 0.33 میلیمتر است اما به کوچکی 0.076 میلیمتر که تقریبا برابر با ضخامت موی انسان هست هم می تواتد باشد. به وسیله این جت های بسیار کوچک می توان برای کاربردهای بسیار متنوعی برش های خیلی دقیقی ایجاد نمود.
مشخصات اصلی برش بوسیله دستگاه واترجت
– استفاده از جریان بسیار سریع مواد ساینده در داخل آب با فشار بسیار بالا (Psi 90.000 تا 30.000 یا Mpa 621 تا 207) که توسط پمپ تشدیدکننده (intensifier pump) تولید می شود.
– کاربرد برای برش رنج وسیع از مواد مختلف شامل مواد حساس به حرارت، مواد نرم یا بسیار سخت
– عدم ایجاد آسیب حرارتی در سطح یا لبه های قطعه کار
– نازل معمولا از جنس sintered boride ساخته می شوند.
– ایجاد زاویه برش (اختلاف عرض شکاف در سطح بالایی و پایینی قطعه) کمتر از یک درجه در بیشتر برش ها که با کاهش سرعت عملیات برش این مقدار را هم می توان کاملا از بین برد.
– فاصله نازل تا قطعه کار روی اندازه شکاف و نرخ برش تاثیرگزار است. معمولا این فاصله در حدود 3.175 میلیمتر انتخاب می شود.
نمایی از نحوه کار جت مواد ساینده
1- آب 2- جواهری (لعل یا الماس) 3- مواد ساینده 4- نگهدارنده 5- خروج آب و مواد 6- قطعه کار7- پایه های نگهدارنده قطعه کار 8- آب انباشته شده 9- محل برش داده شده 10- لوله هدایت مواد 11- مواد ساینده
کیفیت مقطع یا لبه های برش
با کاهش سرعت عملیات برش کیفیت مقطع برش بهبود می یابد. با توجه به شکل برای مواد نازک سرعت برش برای دستیابی به کیفیت حالت 1 سه برابر سرعت در حال 5 است. برای مواد ضخیم تر سرعت برش در حالت 1، شش برابر سرعت برش برای کیفیت در حالت 5 است. به عنوان مثال سرعت برش برای آلومینیوم با ضخامت 4 اینچ و کیفیت شماره پنج 18 میلیمتر بر دقیقه و برای کیفیت حالت یک 107 میلیمتر بر دقیقه
است.
اطلاعات فنی دستگاه واترجت سی ان سی برناابزار