ウォータージェット切断の長所と短所

アブレシブ ウォータージェット法は 2 軸金属カットオフに適していますか?

現代のウォータージェット切断は、1930 年代にさかのぼり、紙や食品などの柔らかい素材を切断するために水 (比較的低い圧力ではありますが) を使用することにルーツがあります。高圧技術と設備の進化のおかげで、今日の研磨法は精密な金属切断が可能です。

しかし、ウォータージェット切断は小さな金属部品の 2 軸カットオフに意味があるのでしょうか?プロセスの長所と短所を評価することは、その方法がニーズを満たすかどうかを決定するために重要です。

研磨ウォータージェット切断の利点

高圧水と粒状研磨剤（主にガーネット粉）を使用して金属を切断するためのウォーター ジェット。このように、ウォータージェット切断は通常、金属または複合材料の大きくて平らなシートの X/Y 軸で複雑な形状を作成するために使用されます。

ノズルに研磨剤を追加することで、高 PSI 水流の切断能力が向上します。また、位置決め (または「ラピッド」) には水のみでマシンを使用し、ワークピースの切断には研磨剤を使用することもできます。

研磨ウォータージェット切断は発熱しません。つまり、プラスチックやその他の材料だけでなく、さまざまな金属を溶かしたり、歪ませたり、反らせたりすることなく切断できます。この方法は、必要に応じて ± 0.005 インチ (0.127 mm) までの公差に対応できます。

切断部品の最終用途に応じて、金属のウォータージェット切断もさまざまな切断エッジ品質を提供できます。これらの違いは、プロセスの速度を変えることによって実現されます。カットエッジに関係なく材料を分離することが目的の場合は、より速い速度を使用できます。ただし、パーツの公差を小さくし、エッジを滑らかにする必要がある場合は、切削速度を遅くする必要があります。そのため、エッジの品質はジョブのコストに影響を与え、品質の高いエッジは製造に時間がかかります。

ウォータージェット切断の欠点

レーザービームと同様に、ウォータージェット切断ストリームは、最も集中しているときに最も効果的です.しかし、チューブを切断する場合、ボイドによって流れが拡散し、精度と切断能力が急速に失われる可能性があります。

同様に、撚り線または繊維質の材料はハニカムのように機能し、流れの中で「うねる」こともあり、結果として切断が不十分になります。さらに、繊維状の材料を切断する場合、ウォータージェットの流れの一部は、切断する材料を通り抜けてきれいに切断するのではなく、切断する材料の周りを「滑ります」。これにより、ペン先と呼ばれることが多いエンド カットの不良が発生する可能性があります。

ウォータージェット切断で最適な切断を確保するために、適切なスタンドオフの高さ (ウォータージェットノズルの出口とワークピースの間の距離) は 1 mm (0.0394 インチ) から 1.5 mm (0.0591 インチ) です。これは、そのような近接が許されない 3D パーツでは実用的ではありません。

より一般的な結果は、精密寸法の場合、ウォータージェットの切り口が常にテーパー形状になることです。そのテーパーは、円錐効果とバレル効果により、精密公差に大混乱をもたらす可能性があります。最新のウォータージェット切断機は、ノズルを「傾ける」ことによってこれらの影響を補正しますが、切断面は、切断面に傾斜を引き起こす曲げパターンを示すことがあります.

研磨粉の問題

研磨ウォータージェット金属切断では、切断される金属が、ウォータージェット流の一部としてノズルに供給される研磨粉末よりも軟らかくなければなりません。たとえば、ガーネット粉末を使用してウォータージェット加工でタングステンを切断することは可能ですが、タングステンとガーネットはモーススケールでの硬度が非常に近いため、非常に困難です.

ウォータージェット研磨ガーネットが 60,000 PSI 以上の速度で吹き飛ばされると、ガーネット パウダーは、周囲の露出した材料の仕上げを粗くしたり、つや消しにしたりできます。このかすみは、厳密には表面的なものである可能性があります。または、表面仕上げと材料の Ra 値に影響する場合は機能的である可能性があります。

平均的なウォータージェット切断設定では、切断の 1 分ごとに 2 ポンドの無駄な研磨ガーネット パワーが生成される可能性があります。もちろん、カットの厚さ、素材などによっても廃棄量は異なります。しかし、原則として、カットするのに15分かかるものは、大量の水と混ざった30ポンドの研磨ガーネットの破片を生成します.これは大きな廃棄問題になります。

さらに、使用されるガーネット パウダーの約 5% のみが実際に切削作用を行います。バランスは、ウォーター ジェット ストリーム パスの一部にすぎません。調査によると、放出後にガーネットの一部が壊れていることがわかりました。そのため、ガーネットの粉末を再利用するためにリサイクルすることは困難です。鈍くはありませんが、破砕されたメディアは適切な切断動作を提供しません。

ウォータージェットを使うか、ウォータージェットを使わないか

他の精密金属切断方法と同様に、アブレシブ ウォータージェット切断にはトレードオフがあり、利点とのバランスを取る必要があります。ただし、小型精密チューブ、ロッド、ワイヤの 2 軸カットオフなどのアプリケーションには、他の方法が適している場合があります。

決定を下すには、独自のアプリケーションとその特定のパラメーターを深く理解し、他のオプションを理解する必要があります。

ウォータージェット切断は、他の精密金属切断方法と比べてどうですか?続きを読んで見つけてください。