ウォータージェット加工：PDFを使用した作業、部品、利点、およびアプリケーション

今日のTheMechanicalの投稿では、「研磨ウォータージェット加工」と「ウォータージェット加工」と呼ばれる高度な製造プロセスのタイプと、この2つの違いについて説明します。

ウォータージェット加工とは何ですか、それはどのように機能するのかを理解することから始めましょう。その後、その長所、短所、およびアプリケーションについて説明します。

ウォータージェット加工に関するPDFのコピーを入手してください この記事の終わりに。それで、それ以上の苦労なしに始めましょう！

ウォータージェット加工とは何ですか？

ウォータージェット加工（WJM）は、高度な製造の非従来型の機械加工プロセスであり、高速の水ジェットがワークピースに衝突し、ワークピースの材料の侵食によってその機械加工を引き起こします。

WJMプロセスでは、ノズルから出てくる水の圧力は60,000psiまたは4136.85バールの範囲です。

これは、圧力が通常の大気圧（1バール）のほぼ4000倍であることを意味します。

単純なウォータージェット加工プロセスでは、硬い材料を加工することはできません。ゴム、ABS、皮革、木材、プラスチックなどの柔らかい素材にのみ使用できます。

したがって、アルミニウム、鋼、花崗岩、鋳鉄などの硬い材料を加工するために、研磨粒子が水のジェットと混合されて、ウォータージェット加工プロセスの加工能力が向上します。

このプロセスは、機械的手段によってワークピースを加工する超音波加工や研磨ジェット加工に似ています。この機械加工プロセスは、正確で自動化された制御のためにCNCマシンとペアになっています。

WJMの動作原理

ウォータージェット加工プロセスは、高速の水ジェットがワークピースに当たると、ワークピースの材料の侵食によってワークピースの加工が行われるという原則に基づいて機能します。

単純なウォータージェット機の構造と動作は、研磨剤とほぼ同じです。それでは、研磨ジェット機の構造と動作を見てみましょう。

ウォータージェット機の建設

ウォータージェット加工プロセスの主な部分は次のとおりです。

• 貯水池
• 油圧ポンプ
• 油圧インテンシファイア
• アキュムレータ
• 方向制御バルブ
• 流量制御バルブ
• ミキシングチャンバー
• ノズル
• 研磨粒子フィーダー
• キャッチャー

貯水池

貯水池は、ウォータージェット加工プロセスで使用される水を貯蔵するために使用されます。

油圧ポンプ

ポンプは水の循環を担当し、油圧インテンシファイアに送られる前に、水の圧力を大気圧から約5バールに上げるために使用されます。

油圧インテンシファイア

これは、金属を切り裂くことができる膨大な量の圧力を生み出す役割を担う装置です。油圧インテンシファイアは、ポンプから約5バールで加圧水を受け取り、約4000バールまたは約60,000psiに増加させます。

アキュムレータ

高圧水はアキュムレータに貯蔵され、必要に応じてノズルに供給されます。アキュムレータはまた、プロセス中の水の供給の変動を防ぎます。ウォータージェット加工のアキュムレータは、「水の圧縮率」の特性に依存しています。 」により、均一な吐出圧力が維持されます。

方向制御バルブ

名前が示すように、方向制御バルブは水の方向を制御するために使用され、したがってウォータージェット加工プロセスを制御します。

流量制御バルブ

方向制御弁の後に、流量制御弁が配置され、ノズルから出る水の流れまたは速度を制御するために使用されます。

ミキシングチャンバー

研磨粒子が水の流れと混合される場所です。

ノズル

ノズルは断面積を減らす装置であり、その機能は、水の圧力エネルギーを運動エネルギーに変換することによって水の運動エネルギーを増加させることです。

ノズルは水の速度を超音速に上げます。水の噴流によるノズル自体の侵食を防ぐためのダイヤモンドや炭化タングステンなどの硬い材料。

これは、研磨粒子とウォータージェットの混合を示すノズルの詳細図です。ここで、図に示されているパーツは次のとおりです。

• 1：高圧ウォータージェット。
• 2：硬い素材（ルビーまたはダイヤモンド）。
• 3：研磨粒子（ガーネット）。
• 4：ミキシングチューブ。
• 5：ガード。
• 6：ウォータージェットの切断。
• 7：ワークピース

研磨粒子フィーダー

これは、研磨粒子が供給されるホッパーです。研磨粒子フィーダーは、水の流れに研磨粒子の連続的な流れを提供します。

ウォータージェット加工では、炭化ケイ素、砂、酸化アルミニウムなどの材料が研磨剤として使用されます。

キャッチャー

使用後の噴流はキャッチャーに回収され、適切なろ過・処理を経て再利用できます。

ウォータージェット加工の加工

油圧ポンプは、大気圧で貯水池から水を受け取り、それを約4〜5バールに増やします。

次に、この水は油圧インテンシファイアに送られ、4000バールまで水圧が大幅に上昇します。

その後、加圧水はアキュムレータに送られ、その一部は制御弁を介してノズルに供給されます。

アキュムレータは水を貯蔵し、必要に応じて供給します。

流量制御弁は、ノズルに到達する水の量を制御するために使用されます。

次に、この水はノズルと混合チャンバーを通過し、そこで研磨粒子とともに超音速の水のジェットが生成されます。

次に、この水の噴流がワークピースに当たり、研磨作用と高速ジェットにより、ワークピースが加工されます。

その後、水はキャッチャーによって収集され、そこから再利用したり、安全に処分したりできます。これがウォータージェット加工プロセスの仕組みです。

ウォータージェット加工で加工できる材料

• アルミニウム
• 鋼
• 鋳鉄
• コンクリート
• 石
• 花崗岩
• 金属合金
• 木
• 革
• セラミック
• プラスチック
• ゴム
• ガラス
• コンポジットなど

ウォータージェット加工の用途

ウォータージェット加工の用途は次のとおりです。

• ウォータージェット加工は、航空宇宙部品の製造に使用されます。
• エンジンコンポーネントの製造。
• それは、鋼、アルミニウムなどの厚いシートを機械加工するために使用されます。
• 穴あけおよび切断操作に使用されます。
• 従来のプロセスでは加工が難しい材料。

ウォータージェット加工の利点

• ウォータージェット加工で高精度を実現できます。
• 加工中にクーラントは必要ありません。
• 複雑な形状やカットを作成できます。
• 良好な表面仕上げが得られます。
• 機械加工された部品は、ウォータージェットで洗浄されるため、ほこりがありません。
• 有害な副産物が生成されないため、環境に優しいです。
• 他の非従来型のプロセスと比較して、運用コストが低くなります。
• ワークピースの加工には水が使用されるため、発生する熱量はごくわずかです。

ウォータージェット加工のデメリット

• ウォータージェット加工を使用して非常に厚い材料を加工することはできません。
• 高い初期投資が必要です。
• 従来のプロセスと比較すると、必要な時間ははるかに長くなります。

鋳鉄製のアンビルを2つに切る「ウォータージェットチャンネル」でこのビデオをチェックしてください。彼らのチャンネルは完全にウォータージェット加工に基づいており、WJMを使用してさまざまな製品をカットしている彼らのYouTubeチャンネルでそれらをチェックすることができます。

ウォータージェット加工に関するFAQ

高度な機械加工プロセスにおけるWJMの完全な形式は何ですか？

WJMは、高度な機械加工プロセスにおけるウォータージェット機械加工の略です。

WJMでは、MRRに影響を与えるジェット流体の特性は何ですか？

粘度、流量、および速度は、金属の除去速度に影響を与える特性です。

材料除去のためのウォータージェット加工の重要な要素は何ですか？

ウォータージェットは、材料を除去するための重要な要素です。

研磨ウォータージェット加工で材料はどのように除去されますか？

材料は、研磨粒子とウォータージェットによって引き起こされる侵食によって除去されます。

ウォータージェット加工（WJM）と研磨ウォータージェット加工（AWJM）の違いは何ですか？

ウォータージェット加工	研磨ウォータージェット加工
ウォータージェット加工では、材料の除去はウォータージェットによってのみ行われます。	研磨ウォータージェット加工プロセスでは、材料の除去はウォータージェットと研磨粒子によって行われます。
混合チャンバーは必要ありません。	水と研磨粒子を混合するには、混合チャンバーが必要です。
WJMプロセスは、皮革、木材、プラスチックなどの柔らかい素材を加工することができます。	AWJMプロセスでは、鋼、セラミック、アルミニウムなどのより硬い材料を加工できます。
このプロセスは比較的安価です。	研磨粒子が使用されているため、WJMと比較してプロセスのコストが増加します。

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これがウォータージェット加工の概要です。この記事が役に立った場合は、コメントでお知らせください。

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