Zastosowania Waterjet - kiedy używać cięcia wodą?

Najlepsze zastosowania

Materiały i grubość

Najkorzystniejsze jak do tej pory zastosowania ściśle związane są z materiałami takimi jak aluminium, stal narzędziowa, stal nierdzewna, stal miękka i tytan o grubościach do około 1 cala (2.5 cm). Materiały te są szeroko wykorzystywane i występują w wielu zastosowaniach technicznych. Bardzo prosta jest również ich obróbka za pomocą precyzyjnego systemu strumienia z materiałem ściernym sterowanego komputerowo i dodatkowo łatwo jest osiągnąć tolerancje części ±0.005 cala (ok. 0.1 mm) przy bardzo dobrym wykończeniu powierzchni bocznych wycinanego elementu.

Najszybsza jest obróbka przy zastosowaniu OMAX JetMachining Centers dla grubości od 3 / 16 cala (4.7 mm) do 1 cala (25 mm), szybsza niż przez inne obrabiarki . W przypadku grubości powyżej 1 cala (25 mm) szybkość cięcia przy użyciu abradżeta zaczyna trochę się zmniejszać, zaś wykończenie powierzchni i precyzja części wzdłuż dolnej jej krawędzi spadać. Trudniejsze do wycięcia stają się prostopadłe i ostrokątne narożniki dlatego, że wymaga to wolnego tempa przesuwu strumienia i dodatkowo z powodu dużej grubości zaczyna zmniejszać się precyzja w dolnej części cięcia.

Powyżej grubości 2 cali (50 mm) proces cięcia zwalnia i trudniejsza do uzyskania staje się precyzja ok. 0.005 cala (ok. 0.1 mm). Zastosowanie w dyszy wyższej mocy (poprzez wyższe ciśnienie lub stopień przepływu wody) może przyspieszyć proces w przypadku grubszych materiałów, lecz niekoniecznie poprawić precyzję.

Kształty

Abradżet jest w stanie wykonać każdy kształt płaski (dwuwymiarowy) – szybko i dokładnie – z materiału o grubości mniejszej niż 1 cal (25 mm). Jedyne ograniczenie wynika z faktu, że minimalny promień wewnętrzny w narożniku jest równy połowie średnicy strumienia lub około 0.015 cala (0.4 mm) bądź 0.010 cala (0.25 mm) w przypadku dyszy OMAX Mini-Jet.

Skomplikowane części, mające wiele ostrych wewnętrznych narożników, które można wykonać szybko i precyzyjnie w materiale o grubości 1 cala (25 mm), wykonywane są wolniej i mniej precyzyjnie w materiale o grubości 3 cali (75 mm). Tak więc im prostszy kształt i im więcej wymaga łuków oraz długich prostych odcinków, tym grubszy może być materiał, aby operacja cięcia przy użyciu abradżeta pozostawała dalej efektywna i relatywnie tania.

Wielkości produkcji

Jedną z autentycznych zalet systemu oprogramowania OMAX opartego na PC jest bardzo krótki czas wymagany na zaprogramowanie i ustawienie maszyny w celu wykonania części. Część, której zaprogramowanie i ustawienie na pionowym centrum obróbczym zajmuje doświadczonemu programiście i operatorowi cały dzień, wymaga tylko kilku minut na OMAX-ie.

Z tego powodu OMAX jest idealny do części o krótkich cyklach lub części w partiach liczących od jednej do kilkuset sztuk. Ta właściwość jest korzystna również dla warsztatów, które muszą zatrzymywać przedsięwzięcie w połowie aby wykonać pilne zlecenie dla szczególnego klienta. Jest również idealna dla zakładów zajmujących się prototypami i warsztatów naprawczych, które wykonują części według potrzeby, bądź jedną w ramach danego zlecenia.

OMAX szybko radzi sobie ze zmianami z jednej części lub materiału na inne. OMAX można też wykorzystać do długich cykli produkcyjnych, choć w takim przypadku łatwość ustawienia i zaprogramowania to właściwości o mniejszym znaczeniu.

Wykrawanie otworów

Jedną z kluczowych cech abradżetów jest ich zdolność wykrawania otworów, co nie wymaga mechanicznego wiercenia początkowego ani otworu pilotowego. Jednakże są pewne ograniczenia.

OMAX oferuje opcje stacjonarnego , dynamicznego lub przesuwnego ('wiggle') wykrawania otworów . Wynikiem stacjonarnego wykrawania otworów jest okrągły wycięty otwór o średnicy około 0.035 cala (0.9 mm) w większości materiałów do około 1 cala (25mm) grubości. W przypadku twardszych materiałów o grubości ponad 1 cala (25 mm) strumień podczas wykrawania otworów zaczyna odbijać się wstecz na siebie. To może być przyczyną, dla której strumień zaczyna tracić okrągły i prosty kształt. Ponadto, znacznie spowalnia to proces wykrawania otworów.

Bezpośrednie wycięcie otworu w kawałku stali narzędziowej o grubości ponad 2 cale (50 mm) może wymagać długiego czasu gdyż strumień słabnie na skutek własnego odbicia. Wycięcie "przesuwne" eliminuje ryzyko zanikającego strumienia dzięki automatycznym ruchom dyszy w tył i w przód na linii o długości 0.090 cala (2.2 mm). To znacznie przyspiesza proces wykrawania otworów, zaś wynikiem jest linia wycięcia o długości około 0.090 cala (2.2 mm) oraz szerokości 0.040 cala (1 mm). Aby zastosować funkcję wycinania "przesuwnego", wyjściowa linia wprowadzająca, na której ma miejsce wycięcie musi mieć długość przynajmniej 0.100 cala (2.5 mm).

Dynamiczne wykrawanie otworów stosowane jest jako alternatywa do wykrawania przesuwnego w miejscach, w których jest dość przestrzeni do wycinania podczas ruchu dyszy. Ta metoda wycinania może być szybsza niż wycinanie stacjonarne i przesuwne pod warunkiem, że do jej zastosowania jest dostateczna przestrzeń.

Problemem przy wycinaniu może być materiał łamliwy, warstwowy lub zespolony (kompozyt). Gdy strumień początkowo uderza w materiał, udar może powodować pękanie materiału łamliwego, warstwowego lub zespolonego, jak szkło lub kamień; może powodować rozwarstwienie lub rozbicie na części materiału warstwowego lub zespolonego. W przypadku większości materiałów problem ten może wyeliminować wycinanie niskociśnieniowe za pomocą minimalnego ciśnienia wody (czasami nawet tylko 10.000 funtów na cal kwadratowy (69.000 kPa)). Maszyny OMAX są wyposażone w funkcję niskociśnieniowego wycinania otworów, jak również specjalny tryb pracy z materiałami łamliwymi, który spiętrza powoli ciśnienie w celu uniknięcia pęknięć i rozwarstwienia.

Jednak należy wykonać w materiale warstwowym i zespolonym wycięcia próbne aby określić, czy wykrawanie niskociśnieniowe może być rzeczywiście skuteczne w danym zastosowaniu. Niektóre materiały zespolone są bardzo niejednolite – w ich przypadku nie ma gwarancji, że wykrawanie otworów będzie zawsze skuteczne. W takich sytuacjach uzasadnioną alternatywą wykonania niewielkiego otworu jest zastosowanie systemu wiercenia mechanicznego.

Można też wykorzystać dostawkę z nawiertnicą do automatycznego wiercenia wstępnego otworów. Może ona być przydatna jeżeli materiał nie jest wykrawany tak jak trzeba za pomocą abradżeta.

Korzyści z zastosowania technologii Waterjet?

Cięcie wodą to technologia, która zyskuje coraz większe uznanie w wielu branżach przemysłu, takich jak motoryzacja, budownictwo, elektronika i wielu innych. Wykorzystanie jej w procesie produkcji różnego rodzaju elementów pozwala:

• oszczędzać czas – cięcie wodą jest wyjątkowo szybkie, nawet w przypadku materiałów o dużej grubości, a uzyskane elementów nie wymagają dodatkowej obróbki, co przekłada się na znaczne skrócenie procesu produkcji,
• minimalizować straty – precyzja obróbki, a także niska temperatura pracy przekładają się na mniejsze ryzyko uszkodzenia tworzywa i mniej ewentualnych błędów w produkcji,
• podnosić bezpieczeństwo – pracownicy nie biorą bezpośredniego udziału w obróbce, ponadto nie są narażeni na działanie szkodliwych emisji, typowych dla innych metod cięcia.

Wszystko to przekłada się na uzyskanie wyższej efektywności finansowej oraz mniejsze koszty działalności.