Su jeti kesimi daha basit bir işleme yöntemi olabilir, ancak güçlü bir yumrukla donatılmıştır ve operatörün birden fazla parçanın aşınması ve doğruluğu konusunda farkındalığı korumasını gerektirir.
En basit su jeti kesimi, yüksek basınçlı su jetlerini malzemelere kesme işlemidir. Bu teknoloji genellikle öğütme, lazer, EDM ve plazma gibi diğer işleme teknolojileri için tamamlayıcıdır. Su jeti işleminde, zararlı maddeler veya buhar oluşmaz ve ısıdan etkilenen bölge veya mekanik stres oluşmaz. Su jetleri taş, cam ve metal üzerinde ultra ince detayları kesebilir; Titanyumda hızlı bir şekilde delik açın; Yiyecekleri kes; ve hatta içecek ve düşüşlerde patojenleri öldürün.
Tüm Waterjet makineleri, kesici bir akışa dönüştürüldüğü kesme kafasına teslim edilmek üzere suyun basınçını bastırabilen bir pompaya sahiptir. İki ana pompa türü vardır: doğrudan tahrik tabanlı pompalar ve güçlendirici bazlı pompalar.
Doğrudan tahrik pompasının rolü yüksek basınçlı bir temizleyiciye benzer ve üç silindirli pompa, üç pisti doğrudan elektrik motorundan tahrik eder. Maksimum sürekli çalışma basıncı benzer güçlendirici pompalardan% 10 ila% 25 daha düşüktür, ancak bu hala onları 20.000 ila 50.000 psi arasında tutar.
Yoğunlaştırıcı tabanlı pompalar, ultra yüksek basınç pompalarının çoğunu oluşturur (yani 30.000 psi'nin üzerinde pompalar). Bu pompalar, biri su için, diğeri hidrolik için olmak üzere iki sıvı devresi içerir. Su giriş filtresi önce 1 mikron kartuş filtresinden ve daha sonra sıradan musluk suyunu emmek için 0.45 mikron filtreden geçer. Bu su güçlendirici pompaya girer. Booster pompasına girmeden önce, güçlendirici pompanın basıncı yaklaşık 90 psi'de tutulur. Burada basınç 60.000 psi'ye çıkarılır. Su nihayet pompayı bırakmadan ve kesme kafasına boru hattından ulaşmadan önce, su şok emicisinden geçer. Cihaz, kıvamı artırmak ve iş parçasında iz bırakan darbeleri ortadan kaldırmak için basınç dalgalanmalarını baskılayabilir.
Hidrolik devrede, elektrik motorları arasındaki elektrik motoru yağ tankından yağ çeker ve basınçlandırır. Basınçlı yağ manifoldu akar ve manifoldun valfi, bisküvinin her iki tarafına ve güçlendiricinin inme hareketini oluşturmak için piston tertibatının her iki tarafına hidrolik yağı enjekte eder. Pistonun yüzeyi bisküvi yüzeyi olduğundan, yağ basıncı su basıncını “arttırır”.
Booster, karşılıklı bir pompadır, yani bisküvi ve piston tertibatı güçlendiricinin bir tarafından yüksek basınçlı su sağlarken, düşük basınçlı su diğer tarafı doldurur. Devridaim ayrıca hidrolik yağın tanka döndüğünde soğumasını sağlar. Çek valfi, düşük basınç ve yüksek basınç suyunun sadece bir yönde akmasını sağlar. Piston ve bisküvi bileşenlerini kapsülleyen yüksek basınçlı silindirler ve uç kapaklar, işlemin kuvvetlerine ve sabit basınç döngülerine dayanmak için özel gereksinimleri karşılamalıdır. Tüm sistem kademeli olarak başarısız olacak şekilde tasarlanmıştır ve sızıntı, düzenli bakım daha iyi planlamak için operatör tarafından izlenebilen özel “tahliye deliklerine” akacaktır.
Özel bir yüksek basınçlı boru suyu kesme kafasına taşır. Boru ayrıca borunun boyutuna bağlı olarak kesme kafası için hareket özgürlüğü sağlayabilir. Paslanmaz çelik, bu borular için tercih edilen malzemedir ve üç ortak boyut vardır. Çapı 1/4 inçli çelik borular, spor ekipmanlarına bağlanacak kadar esnektir, ancak yüksek basınçlı suyun uzun mesafeli taşınması için önerilmez. Bu tüpün bükülmesi kolay olduğundan, bir ruloya bile, 10 ila 20 feet uzunluk X, Y ve Z hareketini sağlayabilir. Daha büyük 3/8 inç borular 3/8 inç genellikle pompadan hareketli ekipmanın altına kadar su taşır. Bükülebilse de, genellikle boru hattı hareket ekipmanı için uygun değildir. 9/16 inç ölçen en büyük boru, yüksek basınçlı suyu uzun mesafelerde taşımak için en iyisidir. Daha büyük bir çap, basınç kaybını azaltmaya yardımcı olur. Bu boyuttaki borular büyük pompalarla çok uyumludur, çünkü büyük miktarda yüksek basınçlı su da potansiyel basınç kaybı riski daha yüksektir. Bununla birlikte, bu boyuttaki borular bükülemez ve köşelere bağlantı parçalarının kurulması gerekir.
Saf su jeti kesme makinesi en eski su jeti kesme makinesidir ve geçmişi 1970'lerin başlarına kadar izlenebilir. Malzemelerin teması veya inhalasyonu ile karşılaştırıldığında, malzemeler üzerinde daha az su üretirler, bu nedenle otomotiv iç mekanları ve tek kullanımlık çocuk bezleri gibi ürünlerin üretimi için uygundurlar. Sıvı çok ince-0.004 inç ila 0.010 inç çapında ve çok az malzeme kaybı ile son derece ayrıntılı geometriler sağlar. Kesme kuvveti son derece düşüktür ve sabitleme genellikle basittir. Bu makineler en iyi 24 saatlik çalışma için uygundur.
Saf bir su jeti makinesi için bir kesme kafası düşünülürken, akış hızının basınç değil, yırtılma malzemesinin mikroskobik fragmanları veya parçacıkları olduğunu hatırlamak önemlidir. Bu yüksek hızı elde etmek için, basınçlı su bir mücevherdeki küçük bir delikten (genellikle safir, yakut veya elmas) nozülün sonuna sabitlenir. Tipik kesim 0.004 inç ila 0.010 inçlik bir delik çapı kullanırken, özel uygulamalar (püskürtülmüş beton gibi) 0,10 inç'e kadar boyutlar kullanabilir. 40.000 psi'de, delikten gelen akış yaklaşık Mach 2 hızında hareket eder ve 60.000 psi'de akış Mach 3'ü aşar.
Farklı mücevherler su jeti kesiminde farklı uzmanlığa sahiptir. Safir en yaygın genel amaçlı malzemedir. Aşındırıcı WaterJet uygulaması bu zamanları yarıya indirmesine rağmen, yaklaşık 50 ila 100 saat kesme süresi sürer. Yakutlar saf su jeti kesimi için uygun değildir, ancak ürettikleri su akışı aşındırıcı kesim için çok uygundur. Aşındırıcı kesme işleminde, yakutların kesme süresi yaklaşık 50 ila 100 saattir. Elmaslar safir ve yakutlardan çok daha pahalıdır, ancak kesme süresi 800 ila 2.000 saat arasındadır. Bu, elmasın 24 saatlik çalışma için özellikle uygun olmasını sağlar. Bazı durumlarda, elmas deliği de ultrasonik olarak temizlenebilir ve yeniden kullanılabilir.
Aşındırıcı su jet makinesinde, malzeme çıkarma mekanizması su akışının kendisi değildir. Tersine, akış malzemeyi aşındırmak için aşındırıcı parçacıkları hızlandırır. Bu makineler saf su jeti kesme makinelerinden binlerce kat daha güçlüdür ve metal, taş, kompozit malzemeler ve seramik gibi sert malzemeleri kesebilir.
Aşındırıcı akarsu, 0.020 inç ile 0.050 inç arasında bir çapa sahip saf su jeti akışından daha büyüktür. Isıdan etkilenen bölgeler veya mekanik stres oluşturmadan 10 inç kalınlığa kadar yığınları ve malzemeleri kesebilirler. Güçleri artmasına rağmen, aşındırıcı akışın kesme kuvveti hala bir pounddan daha azdır. Hemen hemen tüm aşındırıcı jetleme işlemleri bir püskürtme cihazı kullanır ve tek başlı kullanımdan çok kafalı kullanıma kolayca geçebilir ve aşındırıcı su jeti bile saf bir su jetine dönüştürülebilir.
Aşındırıcı zor, özel olarak seçilmiş ve boyutta kum-yavaş garnet. Farklı ızgara boyutları farklı işler için uygundur. 120 ağ aşındırıcı ile pürüzsüz bir yüzey elde edilebilirken, 80 ağ aşındırıcılarının genel amaçlı uygulamalar için daha uygun olduğu kanıtlanmıştır. 50 ağ aşındırıcı kesme hızı daha hızlıdır, ancak yüzey biraz daha pürüzlüdür.
Su jetlerinin çalıştırılması diğer birçok makineden daha kolay olsa da, karıştırma tüpü operatörün dikkatini gerektirir. Bu tüpün hızlanma potansiyeli, farklı boyutlara ve farklı yedek ömrü olan bir tüfek namlusu gibidir. Uzun ömürlü karıştırma tüpü, aşındırıcı su jeti kesiminde devrimci bir yeniliktir, ancak tüp hala çok kırılgandır-kesme kafası bir fikstür, ağır bir nesne veya hedef malzeme ile temas ederse, tüp fren yapabilir. Hasarlı borular onarılamaz, bu nedenle maliyetleri düşürme, değiştirmeyi en aza indirmeyi gerektirir. Modern makineler genellikle karıştırma tüpü ile çarpışmaları önlemek için otomatik bir çarpışma algılama fonksiyonuna sahiptir.
Karıştırma tüpü ile hedef malzeme arasındaki ayırma mesafesi genellikle 0.010 inç ila 0,200 inçtir, ancak operatör, 0.080 inçten büyük bir ayırmanın parçanın kesme kenarının üstünde buzlanmaya neden olacağını unutmamalıdır. Sualtı kesimi ve diğer teknikler bu buzlanmayı azaltabilir veya ortadan kaldırabilir.
Başlangıçta, karıştırma tüpü tungsten karbürden yapılmıştır ve sadece dört ila altı kesme saati servis ömrüne sahiptir. Günümüzün düşük maliyetli kompozit boruları 35 ila 60 saatlik bir kesme ömrüne ulaşabilir ve kaba kesme veya yeni operatörler için önerilir. Kompozit çimentolu karbür tüp, servis ömrünü 80 ila 90 kesme saatine kadar uzatır. Yüksek kaliteli kompozit çimentolu karbür tüpü 100 ila 150 saatlik bir kesme ömrüne sahiptir, hassasiyet ve günlük iş için uygundur ve en öngörülebilir eşmerkezli aşınmayı sergiler.
Hareket sağlamanın yanı sıra, su jet takımı takımları ayrıca iş parçasını güvence altına alma yöntemi ve işleme işlemlerinden su ve enkaz toplamak ve toplamak için bir sistem içermelidir.
Sabit ve tek boyutlu makineler en basit su jetleridir. Sabit su jetleri, kompozit malzemeleri düzeltmek için havacılık ve uzayda yaygın olarak kullanılır. Operatör malzemeyi bir bant testeresi gibi dereye beslerken, yakalayıcı dereyi ve enkazları toplar. Çoğu sabit su jetleri saf su jetleridir, ancak hepsi değildir. Sürme makinesi, kağıt gibi ürünlerin makine aracılığıyla beslendiği sabit makinenin bir çeşididir ve su jeti ürünü belirli bir genişliğe ayırır. Çaprazlama makinesi, bir eksen boyunca hareket eden bir makinedir. Genellikle kekler gibi satış makineleri gibi ürünlerde ızgara benzeri desenler yapmak için şakat makineleriyle çalışırlar. Sürme makinesi ürünü belirli bir genişliğe keserken, çapraz kesme makinesi, altına beslenen ürünü keser.
Operatörler bu tür aşındırıcı su jetini manuel olarak kullanmamalıdır. Kesme nesnesini belirli ve tutarlı bir hızda hareket ettirmek zordur ve son derece tehlikelidir. Birçok üretici, bu ayarlar için makineleri bile alıntı yapmayacaktır.
Düz yataklı kesme makinesi olarak da adlandırılan XY tablosu, en yaygın iki boyutlu su jeti kesme makinesidir. Saf su jetleri contaları, plastikleri, kauçukları ve köpüğü keserken, aşındırıcı modeller metal, kompozit, cam, taş ve seramik keser. Çalışma tezgahı 2 × 4 feet kadar küçük veya 30 × 100 feet kadar büyük olabilir. Genellikle, bu takım tezgahlarının kontrolü CNC veya PC tarafından işlenir. Servo motorları, genellikle kapalı döngü geribildirimi ile, konum ve hızın bütünlüğünü sağlar. Temel ünite doğrusal kılavuzlar, rulman gövdeleri ve bilyalı vidalı sürücüler içerirken, köprü ünitesi de bu teknolojileri içerir ve toplama tankı malzeme desteği içerir.
XY çalışma tezgahları genellikle iki tarzda gelir: Orta Ray Gantry Workbench iki temel kılavuz ray ve bir köprü içerirken, konsol tezgahı bir taban ve sert bir köprü kullanır. Her iki makine türü de bir tür kafa yüksekliği ayarlanabilirliği içerir. Bu Z ekseni ayarlanabilirliği, manuel bir krank, elektrikli bir vida veya tamamen programlanabilir bir servo vida şeklinde olabilir.
XY Workbench'teki karalama, genellikle iş parçasını desteklemek için ızgara veya çıtalarla donatılmış su ile dolu bir su deposudur. Kesme işlemi bu destekleri yavaşça tüketir. Tuzak otomatik olarak temizlenebilir, atık kapta saklanır veya manuel olabilir ve operatör kutuyu düzenli olarak kürek çeker.
Neredeyse hiçbir düz yüzey olmayan maddelerin oranı arttığından, modern su jeti kesimi için beş eksenli (veya daha fazla) yetenek gereklidir. Neyse ki, kesme işlemi sırasında hafif kesici kafası ve düşük geri tepme kuvveti, tasarım mühendislerine yüksek yük frezelemesinin sahip olmadığı özgürlüğü sağlar. Beş eksenli su jeti kesimi başlangıçta bir şablon sistemi kullandı, ancak kullanıcılar kısa süre sonra şablon maliyetinden kurtulmak için programlanabilir beş eksene döndü.
Bununla birlikte, özel yazılımla bile, 3D kesim 2D kesimden daha karmaşıktır. Boeing 777'nin kompozit kuyruk kısmı aşırı bir örnektir. İlk olarak, operatör programı yükler ve esnek “Pogostick” personelini programlar. Tepegöz vinç parçaların malzemesini taşır ve yay çubuğu uygun bir yüksekliğe doğru sökülür ve parçalar sabitlenir. Özel olmayan özel Z ekseni, parçayı uzaya doğru bir şekilde konumlandırmak için bir temas probu ve doğru parça yüksekliğini ve yönünü elde etmek için numune noktaları kullanır. Bundan sonra, program parçanın gerçek konumuna yönlendirilir; Prob, kesme kafasının z eksenine yer açmak için geri çekilir; Program, kesilecek yüzeye dik tutmak ve gerekli olarak seyahat etmek için kesme kafasını dik tutmak için beş eksenin tümünü kontrol etmek için çalışır.
Aşındırıcıların kompozit malzemeleri veya 0.05 inçten daha büyük herhangi bir metali kesmek için gereklidir, bu da ejektörün kesildikten sonra yay çubuğunu ve alet yatağını kesmesi önlenmesi gerektiği anlamına gelir. Özel nokta yakalama, beş eksenli su jeti kesimini elde etmenin en iyi yoludur. Testler, bu teknolojinin 6 inç'in altında 50 beygir gücünde bir jet uçağı durdurabileceğini göstermiştir. C şekilli çerçeve, kafa parçanın tüm çevresini kapladığında topu doğru bir şekilde yakalamak için yakalayıcıyı z ekseni bileğine bağlar. Nokta yakalayıcı da aşınmayı durdurur ve çelik topları saatte yaklaşık 0,5 ila 1 pound oranında tüketir. Bu sistemde, jet kinetik enerjinin dağılımı ile durdurulur: jet tuzağa girdikten sonra, içerilen çelik bilyayla karşılaşır ve çelik bilyası jetin enerjisini tüketmek için döner. Yatay ve (bazı durumlarda) baş aşağı olsa bile, spot yakalayıcı çalışabilir.
Beş eksenli parçaların tümü eşit derecede karmaşık değildir. Parçanın boyutu arttıkça, parça konumu ve kesme doğruluğunun program ayarlaması ve doğrulanması daha karmaşık hale gelir. Birçok dükkan, her gün basit 2D kesme ve karmaşık 3D kesim için 3D makineler kullanır.
Operatörler, parça doğruluğu ve makine hareket doğruluğu arasında büyük bir fark olduğunun farkında olmalıdır. Yakın mükemmel doğruluk, dinamik hareket, hız kontrolü ve mükemmel tekrarlanabilirliği olan bir makine bile “mükemmel” parçalar üretemeyebilir. Bitmiş parçanın doğruluğu, işlem hatası, makine hatası (XY performansı) ve iş parçası stabilitesinin (fikstür, düzlük ve sıcaklık dengesi) bir kombinasyonudur.
Malzemeleri 1 inçten az kalınlığa sahip keserken, su jetinin doğruluğu genellikle ± 0.003 ila 0.015 inç (0.07 ila 0.4 mm) arasındadır. 1 inç kalınlığında malzemelerin doğruluğu ± 0.005 ila 0.100 inç (0.12 ila 2.5 mm). Yüksek performanslı XY tablosu, 0.005 inç veya daha yüksek doğrusal konumlandırma doğruluğu için tasarlanmıştır.
Doğruluğu etkileyen potansiyel hatalar arasında takım telafisi hataları, programlama hataları ve makine hareketi bulunur. Takım telafisi, jetin kesme genişliğini hesaba katmak için kontrol sistemine değer girişidir, yani son parçanın doğru boyutu alması için genişletilmesi gereken kesme yolu miktarı. Yüksek hassasiyetli çalışmadaki potansiyel hatalardan kaçınmak için, operatörler deneme kesintileri yapmalı ve araç telafisinin karıştırma tüpü aşınma frekansına uyacak şekilde ayarlanması gerektiğini anlamalıdır.
Programlama hataları çoğunlukla, bazı XY kontrolleri parça programındaki boyutları görüntüleyemediğinden, parça programı ve CAD çizimi arasındaki boyutsal eşleştirme eksikliğini tespit etmeyi zorlaştırdığı için ortaya çıkar. Makine hareketinin hatalar getirebilen önemli yönleri, mekanik ünitedeki boşluk ve tekrarlanabilirliktir. Servo ayarlaması da önemlidir, çünkü uygunsuz servo ayarı boşluklarda, tekrarlanabilirlik, dikeylik ve sohbette hatalara neden olabilir. 12 inçten az uzunluk ve genişliğe sahip küçük parçalar, büyük parçalar kadar çok XY tabloları gerektirmez, bu nedenle makine hareket hataları olasılığı daha azdır.
Aşındırıcılar, su jet sistemlerinin işletme maliyetlerinin üçte ikisini oluşturmaktadır. Diğerleri arasında güç, su, hava, contalar, çek valfler, delikler, karıştırma boruları, su giriş filtreleri ve hidrolik pompalar ve yüksek basınçlı silindirler için yedek parçalar bulunur.
Tam güç operasyonu ilk başta daha pahalı görünüyordu, ancak verimlilik artışı maliyeti aştı. Aşındırıcı akış hızı arttıkça, kesme hızı artacak ve inç başına maliyet en uygun noktaya ulaşana kadar azalacaktır. Maksimum verimlilik için, operatör kesme kafasını optimal kullanım için en hızlı kesme hızında ve maksimum beygir gücünde çalıştırmalıdır. 100 beygir gücünde bir sistem yalnızca 50 beygir gücünde bir kafa çalıştırabiliyorsa, sistemde iki kafa çalıştırmak bu verimliliği sağlayabilir.
Aşındırıcı su jeti kesimini optimize etmek, eldeki belirli duruma dikkat gerektirir, ancak mükemmel verimlilik artışları sağlayabilir.
0,020 inçten daha büyük bir hava boşluğunu kesmek akılsızdır, çünkü jet boşlukta açılır ve kabaca daha düşük seviyeleri keser. Malzeme çarşaflarının birbirine yakın bir şekilde istiflenmesi bunu önleyebilir.
Saat başına maliyet değil, inç başına maliyet (yani sistem tarafından üretilen parça sayısı) açısından üretkenliği ölçün. Aslında, dolaylı maliyetleri amorti etmek için hızlı üretim gereklidir.
Genellikle kompozit malzemeleri, camları ve taşları delen su jimelleri, su basıncını azaltabilen ve artırabilen bir kontrolörle donatılmalıdır. Vakum yardımcısı ve diğer teknolojiler, hedef materyale zarar vermeden kırılgan veya lamine malzemeleri başarılı bir şekilde delme olasılığını arttırır.
Malzeme taşıma otomasyonu, ancak malzeme taşıma parçalarının üretim maliyetinin büyük bir bölümünü oluşturduğunda mantıklıdır. Aşındırıcı su jeti makineleri genellikle manuel boşaltma kullanırken, plaka kesimi esas olarak otomasyonu kullanır.
Çoğu su jet sistemi sıradan musluk suyu kullanır ve su jet operatörlerinin% 90'ı suyu giriş filtresine göndermeden önce suyu yumuşatmaktan başka bir preparat yapmaz. Suyu saflaştırmak için ters ozmoz ve deiyonizörlerin kullanılması cazip olabilir, ancak iyonların çıkarılması, suyun pompalardaki ve yüksek basınçlı borulardaki metallerden iyonları emmesini kolaylaştırır. Çöpün ömrünü uzatabilir, ancak yüksek basınçlı silindir, çek valf ve uç örtüsünü değiştirme maliyeti çok daha yüksektir.
Sualtı kesimi, aşındırıcı su jeti kesiminin üst kenarında yüzey buzlanmasını (“sis” olarak da bilinir) azaltırken, aynı zamanda jet gürültüsünü ve işyeri kaosunu büyük ölçüde azaltır. Bununla birlikte, bu, jetin görünürlüğünü azaltır, bu nedenle tepe koşullarından sapmaları tespit etmek ve herhangi bir bileşen hasarından önce sistemi durdurmak için elektronik performans izlemenin kullanılması önerilir.
Farklı işler için farklı aşındırıcı ekran boyutları kullanan sistemler için lütfen ortak boyutlar için ek depolama ve ölçüm kullanın. Küçük (100 lb) veya büyük (500 ila 2.000 lb) toplu taşıma ve ilgili ölçüm valfleri, verimliliği artırırken ekran ağ boyutları arasında hızlı geçiş, kesinti ve güçlük azaltma sağlar.
Ayırıcı, 0,3 inçten daha az kalınlıkta malzemeleri etkili bir şekilde kesebilir. Bu pabuçlar genellikle musluğun ikinci bir taşlamasını sağlayabilse de, daha hızlı malzeme kullanımı elde edebilirler. Daha sert malzemeler daha küçük etiketlere sahip olacaktır.
Aşındırıcı su jeti ile makine ve kesme derinliğini kontrol edin. Doğru parçalar için, bu yeni ortaya çıkan işlem zorlayıcı bir alternatif sağlayabilir.
Sunlight-Tech Inc., 1 mikrondan daha az toleranslı parçalar üretmek için GF işleme çözeltilerinin mikrop lazer mikroakinajı ve mikromilleme merkezlerini kullanmıştır.
Waterjet kesim, malzeme üretimi alanında bir yer kaplar. Bu makale, su jetlerinin mağazanız için nasıl çalıştığına bakar ve sürece bakar.
Gönderme: Eylül-04-2021