جت آب / Waterjet

[Hossein.B 3666]

جت آب یک اصطلاح عمومی برای بیان تجهیزاتی است که از یک جریان فشار بالای آب برای اهداف برشکاری و تمیزکاری بهره گرفته است. جت ساینده زیر شاخه ای از جت آب است که از مواد ساینده برای تسریع امر برش استفاده می کند. جت آب خالص یا جت آب-تنها اصطلاحاتی هستند که برای بیان جت آبی است که در آن از مواد ساینده استفاده نشده است.

 

تاریخچه

در سال 1950 میلادی مهندس جنگلبانی، نورمن فرانز(Norman Franz) برای برش الوار نوعی ابتدایی از دستگاه های برش جت آب را به کار بست. به هر حال دانش فنی آن تا سال 1970 زمانی که محمد حشیش( Mohamed Hashish)شگردی برای اضافه کردن مواد ساینده به جت های برنده آب خلق کرد، پیشرفت برجسته ای نداشت.امروزه جت های آب در خیلی از جنبه های برشکاری بی نظیر هستند و همچنین راه تولید بسیاری از محصولات را تغییر داده اند.انواع مختلفی از جت های آب امروزه موجودند که شامل،جت های آب ساده(بدون مواد افزوده)،جت های آب به همراه مواد ساینده، جت های آب ضربه ای،جت های کاویتاسیونی آب و جتهای هیبرید می باشند.

در الفاظ دیگر: جت ساینده و جت آب خالص هر دو نوعی از جت های آب هستند و جت آب نیز خود نوعی از ماشین ابزار ها محسوب می شود.

بسیار رایج است که واژه جت آب را برای جت ساینده به کار می برند که در بعضی موارد باعث سردرگمی می شود.در این متن ما برای اشاره به مطالبی که شامل جت آب خالص و جت آب ساینده است از یک واژه “جت آب” استفاده می کنیم، اما برای اشاره به موارد اختصاصی، از هر یک به صورت جداگانه نام می بریم.

 

جت های آب چگونه کار می کنند

آب خروجی از شیرهای معمولی را در نظر بگیرید که تحت فشار 6000 پوند بر اینچ (PSI) یا 4000 بار،قرار بگیرد و از طریق یک سوراخ بسیار کوچک بیرون رانده شود. آب را با سنگ ساینده مخلوط کرده، حال شما یک جریان باریک آب در حال گذر سرعت بالا را دارید که اغلب مواد را با سرعت زیاد می ساید.

برخی از جت های آب “جت آب خالص” اند که دارای ذرات سنباده در جریان آب نیستند. اینها برای برش مواد نرمی همانند غذا، لاستیک و فوم استفاده می شوند.

[Hossein.B 3666]

جت های آب چه چیزهایی را میتوانند برش دهند، چه چیزهایی را نمی توانند

جت های آب می توانند هر ماده ای را که به صورت ورقه ای درآید و در مقابل آنها قرار داده شود برش دهند.

عمومی ترین این مواد، فلزات می باشند( به خصوص آلومینیوم، چرا که نسبتا نرم است و سریعا برش می خورد) برای اینکه جت های آب میتوانند شکلهای پیچیده را در دقت های بالا با سرعت زیاد و صرفه اقتصادی خوب، برش دهند.از آنجاییکه فلزات رایج ترین موادی هستند که توسط کارگاه های تراشکاری، برشکاری می شوند، جت های آب هم به برش بسیاری از فلزات گرایش پیدا کرده اند.

جتهای آب به طور معمول سنگ و شیشه را هم برش می دهند،این از آن جهت است که جت های آب میتوانند اشکال پیچیده ای را که با شیوه های مرسوم تراشکاری قابل دست یافتن نیستند ،حاصل کنند. این مواد برای هنرمندانی که میخواهند با این مواد و جت های آب کار کنند دارای محبوبیت می باشد چرا که هر چه آنها به رویا و تصور خویش انگارند میتوانند توسط این دستگاه خلق کنند.از معدود موادی که جت های آب قابلیت برش آنها را ندارند میتوان به الماس و شیشه آبدیده اشاره کرد. الماس ها در مقابل برش بسیار سخت هستند(و ممکن است اندک مواد بسیار سخت دیگر هم که برش داده نشوند، موجود باشد). شیشه آبدیده هنگامی که با جت آب برش داده شود خرد می شود( شیشه آبدیده به طوری طراحی شده است که در زمان گسیختگی خرد شود و به همین دلیل است که عموما در شیشه جلوی اتومبیل به کار برده می شود).

تعداد معدودی مواد سرامیکی پیشرفته در مقابل برش سختی بسیار بالایی دارند که برش با جت آب برای آنها مقرون به صرفه نیست. برخی از مواد کامپوزیتی (لایه هایی از مواد مختلف که به حالت ساندویچ روی هم قرار گرفته اند) نمی توانند توسط جت آب برش داده شوند چرا که آب نمی تواند بین لایه ها نفوذ کرده و ماده را “ورقه روقه” می کند. بسیاری از مواد کامپوزیتی به خوبی برش می خورند، بهرحال فنونی برای برش کامپوزیت های لایه ای هم موجود است.

[Hossein.B 3666]

هزینه آنها چه مقدار است؟

جت های آب به طور معمول به صورت سیستم های کامل عرضه میگردند، شامل یک پمپ آب فشار بالا، یک سیستم برای موقعیت دهی دقیق نازل جت آب، یک مخزن برای جمع آوری آب خارج شده و یک تغذیه مواد ساینده. قیمت آنها در بازه بین 50000 دلار تا 300000 دلار می باشد که یک سیستم جت آب متوسط میانگین دارای قیمت 150000 دلار می باشد.

قیمت ها برای یک سیستم به خصوص یا بسیار بزرگ برش جت آب از این مبالغ هم، می تواند به صورت قابل ملاحظه ای بالاتر رود.

سیستم های جت آب در حال حاضر ابزاری برای کارگاه های خانگی نیستند. شما آنها را در کارگاه های تراشکاری و صنعتی در حال استفاده، خواهید یافت. از جمله عوامل دیگر، نیازمند بودن به یک برق صنعتی برای راه اندازی پمپ ها می باشد(که میتواند بیشتر از 50 آمپر از شبکه بکشد; برخی از پمپ ها برای شروع اولیه خود نیازمند 250 آمپر می باشند).

برای منفعت در کار با جتهای آب رویکرد اقتصادی تر آنست که برای تولید قطعات با یک کارگاه مجهز به این سیستم ها ،کار کنیم. کارگاه های مذکور می توانند طرح های کامپیوتری که شما خلق کرده اید را برای ساخت دقیق قطعاتی که شما می خواهید، قبول کنند.

[Hossein.B 3666]

اصول بنیادین جت های آب

جت های آب سریع، انعطاف پذیر و دارای دقت معقول هستند و در سالهای اخیر برای استفاده، ساده و آسان گشته اند. آنها از دانش فنی آب فشار بالا که از یک سوراخ کوچک ( معمولا “روزنه” یا “جواهری” نام دارد) عبور داده شده است برای تمرکز مقدار زیادی انرژی در یک منطقه کوچک استفاده می کنند. محدودیت روزنه بسیار کوچک سبب به وجود آمدن یک فشار بالا و یک باریکه سرعت-بالا می شود، بیشتر شبیه زمانی است که شما انگشت خود را بر انتهای شلنگ آبیاری قرار دهید.

جت های آب خالص از باریکه آب که از روزنه خارج میگردد استفاده میکنند تا مواد نرمی را همانند پارچه ها، تخته های شکلات، و چوب های نازک و نرم، اما برای برش مواد سخت کارگر نیستند.

آب ورودی برای یک جت آب-خالص، تحت فشار 20000 تا 60000 پوند بر اینج مربع PSI یا (1300 تا 6200 بار) می باشد. که به سمت یک سوراخ کوچک در “جواهری” سر فشرده می شود، که عموما دارای قطری بین 0.007″ و 0.020″ (0.18 تا 0.4 میلیمتر) می باشد. این یک سرعت بسیار بالا را به وجود می آورد، که یک باریکه بسیار نازکی از آب( به همین علت برخی از افراد از “جت آب” به عنوان “لیزر آب” یاد می کنند) در حرکت، با سرعتی نزدیک صوت می باشد(حدود 600 mph یا 960 km/hr).

یک جت ساینده هم همانند یک جت آب-خالص شروع به کار می نماید. زمانی که جریان باریک آب “جواهری” (Jewel) را ترک می کند مواد ساینده به جریان اضافه شده و مخلوط میگردند. آب سرعت-بالا که از “جواهری” خارج میگردد یک خلا به جود آورده که سبب کشیدن مواد ساینده از لوله ورودی این مواد گشته، که در نهایت با آب در مجرای مخلوط شدن(Mixing Tube)، مخلوط می گردد. باریکه آب ذرات مواد ساینده را شتاب می دهد تا سرعت کافی برای برش مواد سخت تر داشته باشند.

قدرت برش جت ساینده دو برابر است. نیروی آب و مواد ساینده، سبب ساییدن مواد شده، حتی اگر جت ساکن باشد(که همان چگونه برش خوردن مواد در آغاز عملیات است). قدرت برش هنگامی که جریان جت ساینده از عرض ماده عبور کند بسیار افزایش پیدا می کند و سرعت جابه جایی ایده آل به عوامل مختلفی وابسته است از جمله ماده، قواره قطعه، فشار آب و نوع مواد ساینده.کنترل کردن سرعت نازل جت ساینده برای یک ماشین کاری باصرفه و کارآمد بسیار تعیین کننده می باشد.یک نازل جت ساینده سوار بر روی دستگاه. شیلنگ سفید رنگ در کنار نازل مواد ساینده را به نازل می رساند

[Hossein.B 3666]

برانگیخته شدن نازل جت آب در هوا

در فیلم زیر نازل جت آب را به مقدار چند اینچ از سطح کار بالا می آوریم و برای چند ثانیه در هوا افروخته می کنیم. به یاد داشته باشید که از این جریان باریک آب حدود 30 اسب بخار قدرت عبور میکند.

برش آلومینیوم 1/2″ در نمایشگاه صنعت Westec

این فیلم چند سال پیش در نمایشگاه صنعت Westec سال 1977 یا پیشتر،گرفته شده است. این فیلم برش را از زوایای مختلف نشان می دهد، به همراه توصیف کار.

برش یک فوم زیرماوسی

یک زیر ماوسی پهن، که در کنار کیبورد پهن میشود، از فوم بریده می شود.

[Hossein.B 3666]

مزایای ماشین کاری با جت آب

“اگر شما به یک ماشین احتیاج داشته باشید و آن را نخرید، سرانجام می فهمید که بهای آن را پرداخت کرده اید اما آن را ندارید”-هنری فورد.

یک دلیل برای رشد محبوبیت جت های آب در نزد مردم از اواسط دهه 90 میلادی، موجود است. در حقیقت چند دلیل می باشد که در ادامه بررسی شده اند، اما بیشتر از همه،به ، همه کاره بودن یا تطبیق پذیری آن بر می گردد.یک جت آب یک ماشین ابزار تطبیق پذیر و منعطف است. شما قادر به برش گونه های مختلفی از مواد به طور کارآمد و مقرون به صرفه هستید و می توانید گونه های مختلفی از قطعات را خلق کنید.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برش واقعی هر ماده ای

به خاطر اینکه جت های آب با استفاده از آب و مواد ساینده برش می دهند، می توانند با گونه های مختلفی از مواد کار کنند. این مواد شامل:

 

• مس،برنج،آلومینیوم
  
• فولاد پیش سخت شده
  
• فولاد نرم
  
• مواد نا متعارف همانند titanium، Inconel و Hastalloy
  
• فولاد زد زنگ 304
  
• مواد ترد همانند شیشه، سرامیک، کوارتز و سنگ
  
• مواد لمینیت
  
• مواد قابل اشتعال
  

یکی ازاندک موادی که نمی توان توسط جت آب برش داده شوند شیشه آبدیده است. برای اینکه شیشه آبدیده

تحت تنش است و به محض اینکه شروع به برش کنید به تکه های ریزی شکسته خواهد شد-همانطور که طراحی شده است.نصب سریع و برنامه ریزی

در ماشین کاری جت آب، یک قسمت مسطح از ماده بر روی یک میز قرار می گیرد و نوک برنده بر روی آن حرکت می کند(اگرچه در برخی از سیستم های خاص ماده در مقابل نوک ثابت حرکت می کند).این سادگی به این معناست که میتوان به سرعت و سادگی هر چه تمام تر قطعه کار را تعویض نمود و نیازی هم به تعویض ابزار برش نیست. تمامی مواد از یک نوک برنده مشترک استفاده می کنند در نتیجه نیازی به برنامه های تعویض ابزار برش یا کنترل کردن دستی چندین ابزار برش نیست.

تغییر مکان نوک برنده، توسط یک کامپیوتر کنترل می گردد، که بسیار عملیات کنترل جت آب را ساده نموده است.در اغلب موارد “برنامه ریزی” یک قطعه به معنی استفاده از برنامه CAD برای رسم یک قطعه می باشد. وقتی شما دستور “push print” را صادر کنید، قطعه توسط دستگاه جت آب ساخته می شود. این موفقیت همچنین این را می رساند که مشتریان می توانند رسم هایی را که خود به تصویر کشیده اند برای یک دستگاه جت آب، برای خلق ترسیماتشان بیاورند.

[Hossein.B 3666]

چفت و بست کمتر برای بیشتر قطعات

در دستگاه جت آب نیروهای جانبی کمتری وجود دارد—برش قطعات باعث فشارهای جانبی به آن قطعه نمی گردد. همچنین نیروهای اعمالی به سمت پایین هم کوچک می باشند، در محدوده چند پوند.عموما، بزرگترین نیروها از سمت آب داخل مخزن می باشد که در سمت مخالف قطعه کار به عقب فشار داده می شود.

عموما قید دار کردن ماهیتی از سنگین کردن قطعات توسط قرار دادن وزنه هایی بر روی آن است. ممکن است قطعات ریز نیازمند زائده هایی برای جلوگیری از افتادن در مخزن داشته باشند.

نیروهای جانبی کوچک بدین معنی هستند که شما قادر به ماشین کاری قطعه ای با ضخامت جداره 0.01″ (0.25mm) هستید. این یکی از فاکتورهایی است که قید دار کردن را بسیار آسان نموده است. همچنین نیروهای جانبی کوچک به شما اجازه نزدیک بودن قالب های قطعات بر روی مواد را می دهد، که باعث استفاده بیشینه از ماده می گردد.

 

اغلب هیچ گرمایی بر روی قطعه تولید نمی گردد

هر گرمای کوچکی که توسط جت آب تولید گردد به وسیله آب جذب گردیده و به مخزن جمع کننده هدایت می شود. تقریبا خود مواد هم هیچ تغییری در درجه حرارت در مدت زمان ماشین کاری متحمل نمی شوند. در هنگام سوراخ کاری فولاد ضخیم 2″(5cm)، درجه حرارت ممکن است به اندازه 120 درجه فارنهایت(50 درجه سانتیگراد) بالا رود، اما در طرف دیگر، ماشین کاری در دمای اتفاق انجام می گردد. نتیجتا هیچ نقطه حرارت دیده ای(Heat Affected Zone-HAZ) در ماده موجود نیست. فقدان HAZ بدین معنی است که شما می توانید بدون سخت کاری قطعه، تولید بخار های سمی،مذاب شدن مجدد ماده و تاب برداشتن، آن را ماشین کاری نمایید. شما همچنین قادر به ماشین کاری قطعاتی هستید که قبلا عملیات حرارتی شده اند.

 

عاری بودن از تنش های مکانیکی

ماشین کاری جت آب هیچ تنش مکانیکی به قطعه کار اعمال نمی کند.

 

ماشین کاری مواد ضخیم

برای جت آب ماشین کاری قطعاتی با ضخامت بیشتر از4″(2.5cm) امری معمولی است، درصورتی که اغلب سکه ها شاید در ضخامت هایی کمتر از 1″(2.5cm) ساخته می شوند. هر چه قطعه ضخیم تر باشد مدت زمان بیشتری برای برش می گیرد. یک قطعه از یک جنس اما با ضخامت دو برابر، مدت زمان بیشتر از دو برابر را نسبت به اولی برای برش خوردن نیاز دارد. برخی از کمپانی ها ، قطعات تلورانس پایین غیر فلزی را که ضخامتی بین 5″ تا 10″(12.5cm تا 25cm )دارد، می سازند،اما متحمل زمان زیادی است و مشروط به یک عملیات با فرصت و موقعیت مناسب است. عموما، اغلب جت های آب از فلزی ساخته شده اند که ضخامتی برابر یا کمتر از 2″(5cm) دارند.

[Hossein.B 3666]

آیا بسیار ایمن هستند

بدیهی است که شما هیچ عضوی از بدن را در مقابل نوک برش دستگاه جت آب به هنگامی که روشن است، قرار نمی دهید. هر چیزی که بتواند فولاد 2″ را برش دهد، کار کمتری برای برش گوشت و استخوان انجام می دهد!. گذشته از این، به هر حال، جت های آب بسیار ایمن هستند. یک نشت در سیستم فشار بالای آب سریعا منجر به افتادگی فشار به سطوح ایمن، خواهد شد. آب به خودی خود بی خطر و غیر قابل اشتعال است وسنگ های ریز ساینده هم خنثی و غیر سمی هستند. یکی از خطرهای بزرگ بریدگی هایی است که توسط لبه های تیز قطعات که با جت آب برش خورده اند، منجر خواهند شد.

 

سیستم های امروزی یادگیری ساده ای دارند

کنترل کردن نوک جت آب پچیده است و نیازمند محسابات دقیق برای بدست آوردن سرعت حرکتی مناسب، که بهترین نتیجه را می دهد، هستند.این به این معنی است که سیستم نیازمند کنترل توسط کامپیوتر است، که سبب ارتباط ساده و جذاب با کاربر میگردد. سیستم های امروزی همانند سیستم های کامپیوتری شده CAD دیگر به نحوی طراحی شده اند که به سرعت آموخته می شوند.

 

دوستار محیط

مواد زائد وذرات ساینده ای که از کار با دستگاه به دست آمده مناسب دفن کردن در زمین هستند به شرطی که مواد ماشین کاری شده زیان آور نباشند. سنگ های ریز سنباده خنثی و بی اثر بوده و میتوان از زباله های دیگر تفکیک شود.

اگر شما مقدار زیادی سرب یا مواد زیان آور دیگر را ماشین کاری کنید، شما هنوز هم نیازمند تفکیک دور ریز خود به صورت مناسب و بازیافت آب هستید. به یاد داشته باشید که به هر حال اندک مقداری فلز در فرآیند برش برداشته می شود. این نشانه زیست محیطی را نسبتا کاهش می دهد ،حال اگر این مواد ماشین کاری زیان بار هم باشند.

در اغلب مکان ها، آب اضافی به سمت فاضلاب رانده می شود. در برخی مکان ها، ممکن است پاکسازی آب قبل از فرستادن به فاضلاب ضروری باشد. در اندک مکان هایی هم بایستی آب در یک سیستم بسته بازیافت شود.

پمپهای عملگر مقدار قابل توجهی از الکتریسیته را استفاده می کنند، با توجه به این ، مقداری هزینه و طبعات محیط زیستی اضافی هم وجود خواهد داشت.

 

هیچ سوراخ اولیه ای لازم نیست

سوراخ های اولیه تنها برای موادی لازم است که نفوذ به آنها بسیار سخت یا غیر ممکن است. اندک کامپوزیت های لایه ای تقویت شده می توانند جز این دسته قرار گیرند. در این موارد پیش-سوراخ کاری یا روش های خاص دیگر استفاده میگردد.

 

برش باریک تنها مقدار کمی از مواد را بر می دارد

مقدار ماده ای که توسط جریان جت آب برداشته می شودمعمولا پهنایی نزدیک 0.02″ (0.5mm) دارد، این بدین معناست که مقدار ماده بسیار کمی برداشته خواهد شد.هنگامی که شما با مواد گران قیمتی(همانند تیتانیوم) یا مواد خطرناکی(همانند سرب) کار می کنید، این مسئله مزیت مهمی به شمار می آید. همچنین این مزیت سبب بدست آوردن قطعات بیشتر از یک ورقه ماده خام، می گردد.

وقتی شما مواد گران قیمتی همانند تیتانیوم را برشکاری یا سخت کاری می نمایید قراضه های شما هنوز هم قابل استفاده هستند،به خاطر اینکه شما به جای داشتن تراشه های ریز قطعات بزرگی از ماده را در پیش رو دارید.

[Hossein.B 3666]

مزایای جت های آب در مقایسه با لیزرها

برشکاری لیزر با استفاده از اشعه لیزری است که بر روی ماده متمرکز شده تا ماده را ذوب کند، بسوزاند، یا تبخیر کند. اشعه لیرز می تواند یک اشعه گازی (همانند co2) یا یک لیزر حالت جامد باشد. باریکه لیزر میتواند ثابت باشد و ماده در مقابل آن حرکت کند یا اشعه لیزر خود بر روی ماده جابجا گردد. هنگامیکه لیزر سراسر ماده حرکت می کند، همچنانکه فاصله از نوک انتشار لیزر تغییر کند نیازمند اپتیک های اضافی هستیم. لیزر ها مزایایی نسبت به روش های رایج ماشین کاری دارند یکی اینکه با ماده هرگز تماسی ندارند(جلوگیری از الوده کردن ماده) و همچنین مقدار HAZ در آنها نسبتا کمتر است.

مزایای جت های آب

جت های آب چندین مزیت بر لیزر ها دارند.از بسیاری جهات، به هر حال، دو دستگاه مکمل هم هستند و در اکثر کارگاه های تراشکاری از هر دوی آنها موجود است.

 

 

• با مواد بیشتری می تواند کار کند
  

جت های آب قادر به ماشین کاری مواد بازتابنده هستند در صورتی که لیزرها قادر نیستند، همانند مس و آلومینیوم.جت های آب قادر به برش محدوده ی بزرگی از مواد هستند و نیازی هم به تغییر نصب ندارند. همچنین موادی را که نسبت به حرارت حساس هستند، می توان با جت های آب برش داد.

 

 

• بدون هیچ ناحیه حرارت دیده-HAZ
  

برش جت آب قطعه شما را گرم نمی کند. هیچ ناحیه حرارت دیده ای HAZ یا اعوجاج گرمایی که میتواند با اشعه لیزر به وجود آید، موجود نیست. جت های آب خواص ماده را تغییر نمی دهند.

 

 

• جت های آب سازگارتر با طبیعت هستند
  

جت های ساینده از سنگ لعل- garnet (سنگ سنباده ریز) به عنوان مواد ساینده استفاده می نمایند. سنگ لعل یک ماده معدنی غیر واکنشی است که زیستی خنثی دارد.تنها مسئله ای که برای جت های آب وجود دارد زمانی است که شما یک ماده زیان بار بالقوه (همانند سرب) را برش دهید،سپس قطعات ریز ماده ساییده شده با سنگ لعل مخلوط می شود.

 

 

• جت های آب ایمن ترند
  

گازهای مهلکی همانند تبخیر فلزات وجود ندارد و هیچ احتمال خطری برای آتش سوزی نیست. فاصله بین نازل جت آب و قطعه کار بسیار کوچک است، گرچه هنگامی که نازل جت آب بالا باشد نیازمند احتیاط است.

 

 

• یکنواختی ماده اهمیت ندارد
  

برای لیزر می بایست مواد نسبتا مسطح و یکنواخت باشند. به خصوص هنگام برش کاری از روی سطحی ناصاف، اشعه لیزر تمرکز و قدرت برش خودش را از دست می دهد. یک جت آب بیشتر قدرت برش خود را به هنگام عبور از سطوح ناصاف، حفظ می کند. اگر چه امکان دارد که ماده، جریان برش را منحرف کند که این عموما نتیجه ای قابل اغماض است.

 

 

• قیمت کمتر تجهیزات اصلی
  

قیمت یک دستگاه جت آب عموما به مراتب کمتر از یک دستگاه مشابه، با لیزر است. با هزینه یک دستگاه لیزر شما قادرید چندین مرکز ماشین کاری جت آب را خرید نمایید.

 

 

• تلورانس بهتر در قطعات ضخیم تر
  

جت آب تلورانس بهتری را برای قطعات ضخیمتر از 0.5″(12mm) عرضه می کند. برای قطعات نازک تر هردوی جت آب و لیزر تلورانس های نظیری را عرضه می کنند.

 

 

• جت آب مود ضخیم تری را برش می دهد
  

هر ضخامتی که بتوانید برش دهید تابعی از زمانی است که مایل به انتظار هستید. جت های آب به راحتی با فولاد2″ (5cm) و 3″ (7.6cm) کار می کنند. اما برخی از افراد جت های آب را برای ضخامت هایی بیشتر از 10″(25cm) در فولاد هم استفاده کرده اند، حفظ دقت در مواد ضخیم تر از2″ (5cm) دشوار است.به نظر می رسد لیزر دارای حداکثر ضخامت برشی کارامد از 0.5″(12mm) تا 0.75″(19mm) می باشد.

 

 

• تعمیر و نگهداری ساده
  

تعمیر و نگهداری یک دستگاه جت آب نسبت به لیزر ساده تر می باشد.

 

 

• عملکرد ساده تر
  

جت های آب توسط کامپیوتر کنترل می گردند، بنابراین نیازی نیست که اپراتور زیاد ماهر و تعلیم دیده باشد.

 

 

• یالهای پرداخت شده بهتر
  

قطعه کارهایی که با جت آب برش داده شوند دارای سطحی صاف و صیقل بوده این هم به خاطر روش سایشی ماده است، که کسب یک جوش کیفیت بالا را ساده تر می کند. موادی که توسط لیزر برش داده شوند متمایل به سطوحی زبر تر و فلس فلس هستند، که امکان دارد نیازمند عملیات ماشین کاری اضافی برای تمیزکای باشند.

[Hossein.B 3666]

مزایای جت های آب در مقایسه با EDM

EDM مخفف Electrical Discharge Machining (ماشین کاری توسط تخلیه الکتریکی) است و برای ماشین کاری مواد رسانا توسط الکتریسیته، همانند فولاد و تیتانیوم، استفاده می شود.یک قوس الکتریکی به سرعت بین الکترود و ماده قطعه کار تخلیه می شود. مجموعه این قوس ها سبب برداشتن فلز بوسیله ذوب کردن و تبخیر آن میشود، در اصل سایش فلز توسط الکتریسیته است. خرده ریزه ها به طور مداوم توسط گردش یک سیال نارسانا، همانند آب غیر یونی یا نفت سفید، شسته می شوند. EDM قادر به ماشین کاری شکل های پیچیده در مواد سختی است که توسط روش های رایج دیگر به سختی انجام می پذیرند.

مزایای جت آببسیاری از کارگاه های EDM ، جت های آب را هم خریداری می کنند.جت های آب میتوانند همانند ماشین های فوق سریع EDM ،با دقت کمتر، در نظر گرفته شوند. این بدین معنی است که بسیاری از قطعات در یک گروه مشترک که ماشین EDM آنها را تولید می کند میتوانند توسط دستگاه جت ساینده سریعتر و ارزان تر تولید گردند، به شرطی که تلورانس زیادی نداشته باشند.

تکنولوژی جدید این اجازه رو به جت های ساینده می دهد تا تلورانسی بمیزان +/-0.003″(0.075mm) یا بهتر را کسب کنند.

ماشین کاری جت ساینده در ایجاد سوراخ های اولیه برای جاسازی سیم ها بعد از آن، بسیار مفید می باشد.(یک فرز میتواند این کار را انجام دهد، اما صرفا بعد از تشخیص محل سوراخ،تعویض قلم برای سوراخ کاری یک راهنما، سپس تعویض مجدد آن برای دریل کردن سوراخ).

 

 

• سریعتر
  

جت های ساینده بسیار سریعتر از EDM ها، که فلز را به آهستگی بر می دارند، هستند.

 

 

• بازه کاری با مواد بیشتر
  

جت های آب می توانند مواد نارسانا را ماشین کاری کنند در صورتی که EDM ها نمی توانند، همانند شیشه،چوب، پلاستیک و سرامیک. تقریبا هیچ محدودیتی برای موادی که توسط جت های آب ماشین کاری می گردند وجود ندارد.

 

 

• یکنواختی سطوح مواد اهمیت ندارد
  

یک جت آب بیشتر قدرت برش خود را به هنگام عبور از سطوح ناصاف، حفظ می کند.اگر چه امکان دارد که ماده جریان برش را منحرف کند که این عموما نتیجه ای قابل اغماض است.برخی از ناهمواری های مواد سبب اتصال به EDM شده که قدرت برانگیختگی را کاهش می دهد.

 

 

• جت های آب خود سوراخ نفوذ خود را می سازند
  

برخی از انواع EDM ها، همانند EDM برش سیمی ، نیازمند ایجاد یک سوراخ اولیه در ماده هستند که می بایست در یک فرآیند جداگانه دیگر صورت پذیرد. جت های آب قارد به شکاف و نفوذ در ماده هستند و نیاز به هیچگونه بست و ماشین کاری اضافی ندارند.

 

 

• توسط جت های آب هیچ ناحیه حرارت دیده ای نداریم-HAZ
  

برش با جت آب قطعه شما را حرارت نمی دهد. هیچ ناحیه ی حرارت دیده ای HAZ یا اعوجاج گرمایی که ممکن از در EDM ها اتفاق بیفتد، وجود ندارد. جت های آب خصوصیات ماده را تغییر نمی دهند.

 

 

• جت های آب راه اندازی کمتری دارند
  

اغلب قید دار کردن قطعات برای جت های آب، سنگین کردن مواد توسط قرار دادن وزنه هایی بر روی آن است که سبب جابه جا نشدن آن در مخزن آب می گردد. قیود می بایست چند پوند نیرو را تحمل کنند و نیازی به ساخت دقیق و وقت گیر آنها نیست.

 

 

• ساخت قطعات بزرگتر
  

اندازه قطعاتی که با جت های آب تولید می گردد توسط اندازه ماده خامی که موجود است محدود می گردد. در راه اندازی هر جا که ماده در زیر جت آب قرار گیرد، قطعه نهایی میتواند بزرگ باشد. مطابق یک میز نصب X-Y، اندازه قطعات می تواند واقعا بزرگ باشد.

[Hossein.B 3666]

مزیت های جت های آب در مقایسه با پلاسما

در برش پلاسما، یک جریانی از گاز در سرعت بالا هنگامی که یک قوس الکتریکی از میان آن عبور کند، دمیده می شود. این سبب ایجاد پلاسمای بسیار گرم در برخی از گازها می گردد. گاز با دمایی نزدیک 27000 درجه فارنهایت(15000درجه سانتیگراد)، آنگاه فلز یا اجسامی که در تماس با آن هستند را ذوب کرده.گاز سرعت حرکت بالایی، به اندازه کافی دارد که فلز ذوب شده را از منطقه برش به دور دمیده کند.

مزایای جت های آب

یکی از واضح ترین برتری های جت های آب که در مقایسه با برش پلاسما مطرح می شود، این است که جت های آب در دمای پایین تری کار می کنند. در طول سوراخ کاری، دمای ماده ممکن است فراتر از 120 درجه فارنهایت(50 درجه سانتیگراد) رود، اما برش عموما در دمای اتاق انجام می پذیرد. وجود مخزن جمع کننده آب ( مخزن بزرگی مملو از آبهای پس ماند-زیر قطعه در حال برش) کمک شایانی به معتدل کردن دما می کند. این دمای پایین حاکی از نبود منطقه حرارت دیده ای(HAZ) در ماده به هنگام برش توسط جت آب، می باشد.

جت های آب همچنین قادر به برش موادی هستند که به آسانی ذوب نمی گردند(همانند سنگ گرانیت) یا آنهایی که توسط ذوب شدن منهدم می گردند(بسیاری از کامپوزیت های لایه ای).جت های آب همچنین نسبت به برش پلاسما دقیق ترند.

برش پلاسما عموما از جت های آب سریعتر است، مخصوصا برای فلزات بسیار ضخیم. شعله پلاسما میتواند فولاد ضخیم تر از 12″(30 cm) را نفوذ کرده و برش دهد.

[Hossein.B 3666]

مزایای جت های آب در مقایسه با شعله برش

برش شعله، یا برش سوخت-اکسی، برای برش فلزات توسط گرم کردن آنها و رساندن به درجه حرارت بالا استفاده می شود و سپس با به میان کشیدن اکسیژن اقدام به ذوب فلز و انجام عملیات برش می کند. برش شعله تنها برای فولاد و آهن استفاده می گردد.

در شعله برش، مشعل برش، اکسیژن را با یک سوخت همانند استیلن ترکیب می کند، که این فلز را گرم می کند. وقتی که فلز سرخ گردید یک مدار رها ساز بر روی مشعل فشار داده میشود که اکسیژن را بر روی فلز می دمد. فلز داغ با اکسیژن واکنش نشان داده و به فرم اکسید آهن (زنگ زده) در می آید، که نقطه ذوب پایین تری نسبت به فولاد یا آهن دارد. سپس اکسید آهن از منطقه برش دور ریخته خواهد شد.ممکن است مقداری اکسید آهن بر روی برش به عنوان سرباره باقی بمانند، اما به سادگی با یک چرخ سنباده برداشته می شوند.مزایای جت های آب

هنگامیکه برش شعله تنها میتواند آهن یا فولاد را برشکاری نماید،جت های آب می توانند ماشین کاری بسیاری از انواع مختلف مواد، هم فلزی و هم غیر فلزی، را انجام دهند.جت های آب به هنگام برش گرمای محسوسی در ماده تولید نمی کنند—در هنگام سوراخ کاری، درجه حرارت ممکن از فراتر از120 درجه فارنهایت(50 درجه سانتیگراد) رود، اما در هنگام برشکاری، ماده ممکن است یک یا دو درجه حرارت ببیند.

سطح پرداخت شده نهایی که توسط یک جت آب ایجاد می گردد صاف بوده و شبیه یک پرداخت کاری توسط عملیات شن زنی است، تا شبیه به سطوح زبری که توسط شعله برش بدست می آید. جت های آب نسبت به شعله برش دقیق تر بوده و شکاف برش بسیار کوچکتری دارند که سبب برداشتن ماده کمتر از قطعه خام گردیده (مخصوصا هنگام برش مواد گران قیمت).

برش شعله از جت های آب سریعتر است، به خصوص زمانی که از یک دستگاه برش شعله ، چند مشعل استفاده شود، و در نتیجه از یک برش جت آب هزینه کمتری دارد.

[Hossein.B 3666]

مزایای جت های آب در مقایسه با فرز کاری

فرزکاری عموما توسط یک ماشین فرزکاری که می تواند مجموعه عملیات های رایجی از جمله برش، سوراخ کاری، تراشکاری و صافکاری را بر روی ماده انجام دهد، صورت می پذیرد. اکثر ماشین های فرز امروزی ماشین های 6 محوری هستند که قادر به انجام سلسه عملیات های فرز کاری پیچیده با سرعت و دقت بالا می باشند.

مزایای جت های آب

اگرچه فرز ها در بیشتر موارد، نسبت به جت های آب سریعتر برش می دهند، اما راه اندازی و قید گذاری با جت های آب بسیار ساده تر می باشد. راه اندازی جت های آب عموما تنها ماهیتی از بارگذاری ترسیمه قطعه در نرم افزار کنترل کننده دستگاه،تنظیم نوع ماده و ضخامت و شروع ماشین کاری است. به طور مشابه، قید گذاری هم عموما ماهیتی از قرار دادن وزنه هایی برای جلوگیری از حرکت ماده بر روی میز در هنگام ماشین کاری است. تمیزکاری هم در یک دستگاه جت آب ساده و سریع است. در نتیجه، روی هم رفته، یک جت آب توان عملیاتی بیشتری بر روی یک قطعه مشابه به نسبت ماشین فرز دارد.

همچنین جت های آب می توانند بسیاری از مواد را ماشین کاری نمایند، از جمله مواد شکننده، مواد پیش سخت شده و همچنین مواد سختی همانند تیتانیوم،Hastalloy،Inconel،SS304، و فولاد-ابزار سخت.

برای یک جت آب همچنین شما نیاز به تعویض قلم تراش ندارید. تنهای قلمی که استفاده می کنید همان نازل جت آب است، و همچنین برای انواع مختلفی از مواد که جت آب برش می دهد، استفاده می شود. همچنین ابزار فرسودگی کمتری به خصوص برای مواد سخت و چسبنده دارند، به این علت که عملیات برش جت آب جریانی است از آب و مواد ساینده. در صورتی که فرسودگی در تجهیزات آب فشار بالا و مجرای مخلوط کننده موجود است که این فرسودگی با زمان متناسب بوده و هیچ تغییری با استفاده از مواد مختلف ندارد.

جت های آب خیلی اوقات برای کمک و یا جایگزین کردن عملیات های فرزکاری استفاده می شوند.آنها برای در آوردن شکل اولیه قطعات قبل از فرز کاری، برای جایگزینی کامل با فرزکاری، یا برای ماشین کاری ثانویه قطعاتی که تنها فرزکاری شده اند، استفاده می گردند. به همین علت بسیاری از کارگاه های ماشین کاری سنتی از اضافه نمودن قابلیت های جت های آب برای فراهم نمودن سطوحی قابل رقابت، استفاده می کنند.

[Hossein.B 3666]

مزایای جت های آب در مقایسه با پرس پانچ(پرس سوراخ کن)

یک پرس پانچ از یک سری سوراخ کن ها و قالب ها بهره گرفته تا قطعات فلزی را شکل دهد. فلز توسط پرس پانچ به شکل قطعه درآمده و برش می خورد، که امکان دارد نیازمند عملیات ثانویه ماشین کاری باشد یا نباشد. سکه ها قطعت رایجی هستند که توسط پرس های پانج شکل می گیرند.یک نمونه پرس پانچ تجاری حدود 20 تن فشار اعمال می کند.

مزایای جت آب

در جت های آب هزینه هر قطعه برای عملیات های کوتاه، به نسبت یک پرس قالبی کمتر است، به خاطر هزینه ای ( و زمان) که برای تولید قالب و سمبه ها صرف می گردد. خلق یک نقشه برای یک قطعه تنها چیزی است که در جت های آب نیازمند است تا دستگاه شروع به ماشین کاری قطعه نماید، در صورتی که در پرس های پانچ معمولا طراحی اولین گام برای تولید قالب است.

نیروهای عرضی در یک جت آب قابل اغماض هستند، این بدین معنی است که میتوان سوراخ هایی نزدیک به لبه های قطعات ایجاد کرد، اما برای پرس پانج این مسئله صادق نیست. جت های آب همچنین می توانند با بسیاری از مواد ضخیم کار کنند، در صورتی پرس های پانچ محدوده ضخامتی، نسبت به فشاری که میتوانند اعمال کنند، دارا هستند. و البته جت های آب می توانند با بسیاری از انواع مختلف مواد کار کنند از جمله مواد ترد و کامپیوزیت لمینت ها.

بسیاری از کارگاه های قالب زنی برای جدار تراشی سریع و ساخت نمونه اولیه در مدت زمان کم از جت های آب استفاده می کنند. جت های آب نسبت به پرس های پانچ یک دستگاه برتر به شمار می آیند چرا که محدوده وسیع تری از توانایی رو برای قطعات مشابه عرضه می کنند. برای تولید در تیراژ بالا از ورق فلزی نازک، پرس ها از اغلب جنبه ها سود بخش ترند، اما برای استفاده های کوتاه، مواد سخت و مواد ضخیم، جت های آب جایگاه خودشان را دارند.

جت های آب همچنین به عنوان یک بخش اعظم در یک پروسه تولید بزرگ به شمار می روند. برای مثال جت های آب اغلب برای ماشین کاری یک طرح بر روی قطعه، یا انجام پیش ماشینکاری، برای برداشت ماده قبل از پرداخت کاری ظریف، توسط ماشین آلات دیگر، استفاده می گردد.

[Hossein.B 3666]

جت های آب در کجا استفاده میگردند

جت های آب ماشین های تخصصی نیستند که برای گوشه کارها استفاده گردند. آنها دستگاه هایی برای اهداف مختلف اند که در تمامی کارگاه های ماشین کاری سودمند هستند.در ادامه به نمونه ی کوچکی از کاربردهای تخصصی اشاره می کنیم.

 

 

• کارگاه های ماشین کاری مختلف
  

جت های آب در بین تمامی ماشین ابزار ها سودمندند، آنچنان که به سرعت و سادگی از ایده به قطعه نهایی می رسیم. جت های آب همچنین می توانند با کمترین قیود و راه اندازی با انواع مختلفی از مواد کار کنند.

 

 

• هنرمندان
  

هنرمندان از جت های آب به خاطر توانایی خلق شکل های پیچیده در موادی که رسوما کار با آنها مشکل است، استفاده می کنند، همانند شیشه منقوش، سنگ مرمر.

 

 

• معماری
  

مشابه به بازار هنر، بسیاری از ماشین ها هستند که از سنگ، کفپوش های سفارشی و همچنین از فلزات طرح های معماری با جزئیات بالا می سازند.

 

 

• هوا و فضا
  

شرکتهایی که برای صنایع هوایی قطعات تولید می کنند، بیشتر آلومینیوم را ماشین کاری می کنند، که توسط یک جت آب به سادگی ماشین کاری می گردد. فلزات نامتعارفی همانند Inconel ، titanium ، و Hastalloy هم می توانند توسط جت های آب ماشین کاری شوند.

 

 

• تولیدی
  

جت های آب همچنین برای ساخت قطعاتی از محصولاتی که فروخته می شوند نیز به کار می روند، به علاوه قطعات مورد نیاز برای ساخت ماشین آلات در خطوط مونتاژ.

 

 

• صنعت اتومبیل و حمل و نقل
  

نمونه سازی و تولید قطعات اتومبیل ها، و ابزار آلاتی که برای ساخت اتومبیل ها بهره گرفته می شود. همچنین بسیاری از قطعات اتومبیل های مسابقه توسط جت های آب تولید می گردند.

 

 

• کارگاه های لیزر
  

لیزر ها و جت های آب ابزاری بسیار مکمل هم هستند. هر کجا که یکی از این دو ابزار پاسخگوی نیاز نبود دیگری جوایگوی خواسته هاست.

 

 

• کارگاه های EDM
  

برخی از دستگاه های ،اندازه کوچک و دقت بالای، جت آب برای ماشین کاری مرکزی، مکمل بسیار خوبی برای EDM هستند، چرا که اجازه ماشین کاری قطعات یکسان را با سرعت بالاتر می دهند، و می توانند برخی از خدمات را برای EDM انجام دهند، همانند پیش سوراخ کاری نقاط شروع و کاهش تنش قطعه، قبل از برش نیمه تماسی در EDM ها.

 

 

• کارگاه های مدل زنی / الگو زنی سریع
  

جدارتراشی سریع تولیدات تک محصولی، تقریبا از هر ماده ای، جت های آب را برای این کاربرد مهم تر نموده است.

 

 

• آموزشگاه ها
  

اغلب دانشگاه های بزرگ که کلاس های مهندسی را ارائه می کنند همچنین دارای جت های آب می باشند. آنها ابزار خوبی برای فراگیری در کلاس می باشند چرا که یادگیری، برنامه نویسی و عملکرد ساده ای دارند، و به خاطر اینکه می توانند یک نوع قطعه را به سرعت تولید کنند. آنها همچنین میتوانند به دیگر دانشکده های وابسته به دانشگاه که نیازمنده خدمات کارگاهی است، خدمت رسانی کنند.

[Hossein.B 3666]

ساخت قطعات توسط جت آب چقدر هزینه دارد راه های گوناگونی برای محاسبه هزینه ساخت قطعات توسط جت آب وجود دارند. این درست است که اکثر شرکتها به آن پرداخته اند، و محاسبه ” هزینه کالا” موضوع بسیاری از کتاب ها و کلاس های تجارتی است. در این صفحه به برخی از رویکرد ها برای محسابه هزینه تولید کالا توسط جت های آب نگاهی می اندازیم، که در آینده برای شما مشخص می کند که برای ساخت یک قطعه چه مقدار هزینه ای مصرف می کنید.

اکثر افراد کار بر روی ماشین های خود را بر اساس دلار بر ساعت بها می دهند. این ممکن است برای برخی از ماشین ها محسوس باشد اما نه برای یک جت آب.یک گارکاه با یک ماشین چند-سر که توسط دو پمپ یا یک پمپ توان بالا کار می کند از یک کارگاه با یک ماشین کوچک و یک پمپ توان کم، هزینه بسیار بیشتری در عملیات دارد.اگر این دو کارگاه صرفا بر مبنای دلار بر ساعت با یکدیگر رقابت کنند، آنگاه کارگاه با ماشین کوچک و ارزانتر پول بیشتری کسب می کند.این به این خاطر است که قطعات مدت زمان بیشتری برای تولید می گیرند، و برای ساخت ارزان تر خواهند بود، بنابراین مشتری بهایی بیشتر از آنچه که قطعه برای ساخت داشته می پردازد.کارگاه با ماشین سریعتر می بایست هزینه ی بیشتری در ساعت صرف دستگاه نماید تا از مزایای دستگاه سریع خود بهره مند گردد.

کی دیگر از راه حل ها این است که مبنای محاسبه بهای کار را دلار بر اینج مربع بگیریم.این راه حل مشکلی دارد آن هم اینکه یک قطعه با هندسه زیاد و پیچیده(منحنی ها و گوشه ها وسوراخ ها) مدت زمان بیشتری را نسبت به یک برش خط مستقیم می گیرد،چرا که جت آب می بایست برای جلوگیری از انحراف از مسیر در گوشه ها و پیچ ها آهسته حرکت کند.به علاوه ضخامت ماده و بسیاری از فاکتور های دیگر وارد بازی شده، و سرعت برش تابعی خطی از ضخامت نیست. بنابراین، اگر چه مبنای دلار بر اینچ مربع برای برخی از ماشین آلات مفهوم پیدا میکند اما برای جت های آب صادق نیست.

بهترین رویکرد این است که مقدار هزینه برای ساخت یک قطعه را بدست آورید. سپس ارزیابی کنید چه مقدار هزینه برای ساخت قطعه توسط روش های رقابتی لازم است(یا انواع دیگر ماشین ها یا رقبای شما توسط جت آب). در صورت امکان به دنبال راه های صرفه جویانه همانند گرفتن قطعات بیشتر از مواد گرانقیمت، باشید. سپس قیمت را از آنجا آغاز کنید. نیازی ندارد مشتری شما بداند که شما 100 دلار بر ساعت برایشان هزینه صرف کردید. آنها برای زمان شما به شما پرداختی نمی کنند، آنها برای قطعه هزینه پرداخت می کنند.

گزینه دیگر که می تواند کارگر باشد،اگر به دنبال راه ساده تر هستید، یک فرمول واقعی تر،که هزینه واقعی کار شماست که بر پایه هزینه تمام شده قطعه است. بسیاری از ماشین ها نرم افزارهایی دارند که این امکان را برای شما فراهم نموده. بسادگی هزینه ساخت قطعه را می گیرد، سپس در ضریبی ضرب کرده و به شما هزینه نهایی را می دهد.

 

محدوده قیمت رایج

محدوده قیمت برای برخی قطعات بالای 2000 دلار بر ساعت می باشد، اما 100 دلار تا 135 دلار بر ساعت رایج تر است، و میتواند کمتر از 80 دلار بر ساعت هم باشد. شما بایستی به قطعه ای که قرار است ماشنیکاری شود نگاهی بیاندازید و فکر کنید که چه مقدار هزینه برای تولید با یک دستگاه فرز می برد، یا دستگاه های رقابتی دیگر. سپس هزینه ای، کمی کمتر از آن تعیین کنید و یک سود خوب را بدست آورید. به هر حال قیمت گذاری و فن قیمت گذاری بسیار بر شرایط منطقه ای بازار وابسته اند.

[Hossein.B 3666]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[Hossein.B 3666]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[Hossein.B 3666]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[Hossein.B 3666]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام