ウォータージェット 101:研磨ウォータージェット加工
ウォータージェット切断は、1850 年頃から鉱業から食品加工まで幅広い産業で使用されてきた特殊技術です。圧力ポンプ。 1990 年までに、高圧ウォーター ジェット流が研磨材と混合され、形状切断における新しい革命が生まれました。研磨ウォーター ジェット加工です。高圧ジェット流に追加された砥粒 (ガーネット) のこの発見により、そのジェット流は、接触するあらゆる材料を切り開くことができる正確な研削ツールに変わりました。その後の 10 年間で、このプロセスは、板金だけでなく、文字通りあらゆる素材の精密切断技術へと磨き上げられました。ウォータージェットは、スチール、アルミニウム、プラスチック、木材、カーペット、発泡体、タイル、石など、触れることができるあらゆるものを処理できます。
ウォータージェット切断の制限
多くの利点がありますが、注意すべきいくつかの規則と重要な条件もあります。まず、一般的に言えば、制御された深さまでのエッチングおよび研磨加工は正確に不可能であるため、ウォータージェットは材料を完全に通過する必要があります。壁とチューブの間の空隙などの断続的な切断は、最初の壁から壁の間の空間に出るときにジェット流が制御されなくなるため、一般にウォータージェットには適していません。
ラミネートはウォータージェットにとって問題のある素材ですが、それはピアシングの場合のみです。これは、ジェット ストリームが材料を (ブラインド ホールで) 彫刻/研磨しているときに、層を剥がそうとしているためです。これらの材料にはいくつかの低圧アプローチがありますが、100% 信頼できるわけではありません。したがって、最良の方法は、ラミネート加工用の開始穴をあけることです。強化ガラス、脆いセラミックス、および同様の材料も問題があります。これは、プロセスの切断作用によって応力が緩和されると、粉々になる傾向があるためです.
ウォータージェット切断機の利点
ウォータージェットで避けるべきことを説明したので、残りの製造世界と材料は広く開かれており、研磨ウォータージェット加工プロセスによって簡単に加工できることを表現できます.ウォータージェット切断システムの操作のしやすさも、初心者から専門家の両方に非常に魅力的です。通常、ウォータージェットに必要な情報は、単純な DXF 形式の形状ファイルだけです。オペレータは、必要な切断の種類、厚さ、および精度を入力します。シンプルさと柔軟性のため、多くの企業が既存の操作方法をウォータージェット切断方法に置き換えたり、補完したりしています。これは、有害な煙や廃棄物を発生させず、熱プロセスではない正確な切断方法であるためです。これは、ほとんどのプラスチックなどの熱に弱い材料で作られた部品が、機械加工プロセスで損傷したり破壊されたりしないことを意味します。今日、ウォータージェット技術は、90,000 PSI (90kpsi) を超える切断圧力を生み出すことができます。
ウォータージェットは、次の 3 つの主要な要因によって定義されます。
<オール>典型的なウォータージェット システムは、5' x 10' または 6' x 12' のテーブル トラベルを持ち、60,000 psi (60kpsi) の動作圧力で、30 HP の電動油圧ポンプでその圧力を生成します。ポンプの圧力、およびその圧力で生成される水の量は、機械の性能だけでなく、機械の運用コストにも大きな影響を与える可能性があります。 40kpsi の圧力で動作するポンプは、1 時間あたりの稼働コストが数ドル少なくなる可能性がありますが、同じ部品を同じ品質で切断するには、60kpsi で動作するまったく同じ機械の 2 倍の時間がかかるため、製造コストが 2 倍になります。別の例では、30 HP で 60kpsi を生成するポンプは、毎分 0.6 ガロン (GPM) の加圧水を生成します。同じ圧力 (60kpsi) で動作するが、60 HP ポンプを使用する同じ機械は、1.2 GPM の加圧切断水を生成します。これにより、オペレーターは、まったく同じ部品の切断速度をまったく同じ公差まで 40 増加させることができます。 %.
ポンプ
ウォーター ジェット システムで購入または交換できる主なポンプ タイプは 2 つあります。増圧ポンプは、切断速度の向上、一定の動作圧力、および信頼性により、はるかに人気があります。以下は、直水および研磨水切断用途に使用できるポンプのタイプの説明です:
ダイレクトドライブ
通常、3 つのプランジャーは電気 (またはガソリン/ディーゼル) モーターによって駆動され、クランクシャフトを回転させて最大 55kpsi を生成します。このタイプのポンプの主な利点は次のとおりです。
- ポンプの投資コストの削減
- 冷却水は不要
- 油圧システムによるドライブの性能低下がないこと
- 生成される高圧水の量は、増圧式ポンプよりも高くなります。
このタイプのポンプの欠点は、ポンプをオンにした瞬間から、シールとポンプの内部コンポーネントが摩耗するにつれて圧力が時間ごとに徐々に低下し、切断速度と仕上げに影響を与えることです。また、このポンプには内部摩耗コンポーネントが多く、メンテナンスのダウンタイムとコストがわずかに高くなります。
インテンシファイア
このポンプでは、電動 (またはガソリン/ディーゼル) モーターが (通常) 3kpsi 以上の油圧を生成します。この加圧されたオイルは、ピストンを前後に駆動するシリンダーに移送されます。ピストンは、ピストンよりも 20 倍小さいプランジャーに接続されています。高圧シールは、ピストンチャンバー内のオイルをプランジャーチャンバー内の水から分離します。ピストンとプランジャーの直径の比率が異なると、増圧効果が生じます。したがって、3kpsi の油圧油圧で 60kpsi の水圧が発生します。このスタイルのポンプの主な利点は、圧力がより大きく、より安定しているため、切断速度が向上し、信頼性の高い切断面仕上げが可能になることです。不利な点は、このポンプが作動油用の冷却水を必要とし、電気効率がわずかに低いことです。
どちらのタイプの高圧ポンプでも、直水またはアブレシブ ウォーター ジェットを使用して切断できます。あらゆるアブレシブ ウォータージェット マシンは、単にアブレシブ混合物を除去するだけで、ストレート ウォーター マシンとして利用できます。ただし、直線水切断操作用に設計された機械は、研磨加工法を利用するために大幅な変更が必要になる場合があります。それぞれの典型的なアプリケーションを以下に示します:
- ストレート ウォーター: 食品加工、紙、カーペット、フォーム、ガラス繊維断熱材、ガスケットなど、ナイフやハサミで切ることができる用途に使用されます。
- 研磨ジェット加工: 金属、プラスチック、タイル、石、花崗岩、その他の簡単に切断できない素材
- 処理された材料: 鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、真鍮、プラスチック、フォーム、ガスケット、断熱材、カーペット、ガラス、タイル、石、木材など
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