رفتن به مطلب
تبریک به مناسبت آغاز سال ۱۴۰۳
انتشار چهل دومین شماره مجله برق و کامپیوتر کهربا

جت آب / Waterjet

Hossein.B

توسط Hossein.B،
در روش های تولید و تولید مخصوص

ارسال های توصیه شده

  • پاسخ 58
  • ایجاد شد
  • آخرین پاسخ

بهترین ارسال کنندگان این موضوع

بهترین ارسال کنندگان این موضوع

  • 4 ماه بعد...
  • 4 ماه بعد...

soheiiil    24,250

soheiiil
ارسال شده در

مقدمه:

همگام با پيشرفت صنعت و تكنولوژي، نياز به دستگاهها و تجهيزات متنوع و تك منظوره روزبروز افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين تنوع، سليقه‌هاي گوناگون استفاده‌كنندگان و روند به سوي تكامل صنعت ، موجب شده‌اند كه ديگر سيستمهاي توليدي قديمي مانند ماشينهاي تراش معمولي ، جوابگوي تغييرات مداوم در تقاضاهاي بازار نباشند. در نتيجه، با تنگ تر شدن عرصه رقابت ، توليدكنندگان در سالهاي اخير به ابداع سيستمهاي توليدي پيشرفته روي آورده‌اند تا بتوانند هم قادر به ارضاي نيازهاي مشتري باشند و هم بقاي خود را تضمين نمايند. در طي اين تغيير و تحول سيستمهاي توليدي، رايانه‌ها نقش بسيار مهمي را در هدايت ، كنترل و پيگيري عمليات مختلف دستي يا ماشيني بعهده گرفته‌اند. از طرفي، به منظور كاهش خطاهاي انساني و ارتقاي سطح تكرارپذيري و دقت عمل، رباتهاي گوناگوني طراحي و ساخته شده‌اند تا محصولات توليدي از كيفيت و قابليت اطمينان بالايي برخوردار شوند. يكي از اين دستگاههاي پيشرفته وكارآمد دستگاه برش بوسيله جت آب (water jet cutting ) مي باشدoct_head.jpg

این موتورهای آبی ، در زمينه تکنولوژی به مدت بيش از يکصد سال استفاده می شده است، بعنوان مثال در زمينه استخراج معدن و ساخت تونل برای سنگ شویی کردن سنگ و زمين از آن استفاده می شده .اولين تلاشها برای بريدن مواد نرم با استفاده از واتر جت از سال 1960 آغاز شده است. از اواسط دهه هشتاد واتر جت در ترکيب با مواد ساينده برای بريدن مواد سخت مثل فلزات و سنگها وپلاستيکها نیز مورد استفاده قرار گرفت .

 

 

اخیراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan كه یك شركت بازاریابی كار می‌كنند، اعلام نموده‌اند كه abrasive waterjet به نحو چشمگیری رشد و گسترش قابل ملاحظه‌ای پیدا كرده است. رشد 1/9 درصد در فاصله سال‌های 2002-1997 برای بازار واترجت و جت مواد درآینده پیش‌بینی می‌شود.

هم واترجت و هم لیزر قادرند فلزات و دیگر مواد را برش دهند. ولیكن دستگاه‌های واترجت ارزان‌تر از دستگاه‌های لیزر می‌باشند.

این فرآیند برای برشکاری و شیار زنی غیر فلزات متخلخل مانند: چوب , چرم , اسفنج و... مناسب است . از آن همچنین برای برشکاری کامپوزیت ها , برداشتن روکش سیم ها و پلیسه گیری استفاده می شود .این فرایند با بهره گیری از اصل تاثیرات فرسایشی یک جت آب با قطر کم وسرعت بالا کار می کند. کیفیت لبه های ماشین کاری شده در این فرآیند به طور معمول بهتر از دیگر فرآیند های برشی رایج است .

جت آب یک ابزار برشی است که هرگز کند نمی شود و یا نمی شکند . این فرآیند گرد و غبار تولید نمی کند , پس از این رو خطرات موجود در ماشین کاری کامپوزیت های الیافی و آزبست ها به حد اقل می رسند .

فرآیند های مشابه:

ماشین کاری با جت ساینده (AJM) ,ماشین کاری جریان ساینده (AFM) و ماشین کاری جت آب ساینده (AWJM) دراین فرآیند ها از مواد ساینده, جت آب ویا هر دو آنها برای ماشین کاری استفاده می کنند.

در AJM, مواد ساینده به وسیله فشار هوا به سطح قطعه کار برخورد می کند و باعث ماشین کاری می شود. در واتر جت فقط آب ماشینکاری میکند .

 

ابزار برش, آب خالص یا آب به همراه مواد ساینده است. فرآیند برش با آب خالص معمولا برای مواد کم استحکام مانند کاغذ, شیشه, فایبر گلاس ومقوا وفرآیند برش به همراه مواد ساینده , برای مواد مستحکم مانند فلزات و آلیاژها مورد استفاده قرار می گیرد.

برش بوسيله جت آب (water jet cutting) داري قابليت انعطاف بالا و توانايي تغيير درصنايع توليدي را دارا مي باشد و اجازه انجام بيشتر برشها را به كاربران آن مي دهد .

به گفته يكي از صاحبان ومالكان كارخانه ساخت اين دستگاهها :

((اين تكنولوژي با قابليت انعطاف پذيري بالا در انجام برش ها و ارائه بهترين تكنولوژي در اقتصاد و تجارت و صنعت ، نتايج دلخواه ومورد نظر ما را با قابليت اطمينان بسيار حيرت انگيز ارائه مينمايد .))

عمده فعاليتهاي انجام شده در چها ردهه گذشته مربوط به ايجاد تكنولوژي فشار بسيار زياد مورد نياز اين قبيل دستگاههاي پيشرفته بوده است زيرا كه براي برش فلزات بايد آب مصرفي با فشار بسيار زياد تنظيم شود وتحت فشار قرار گيرد تا بتواند يك جريان برش بسيار قوي را براي برش ايجاد نمايد . اين پروسه ها فقط براي دو مورد زير قابل اجرا ميباشد :

-- آب مصرفي

-- جت مواد ساينده

سازوکار واتر جت ازیک باريکه آب، با سرعت بالا که يک ماده ساينده به منظور برش مواد سخت به آن تزريق شده ، تشکيل شده است .مخلوط آب ومواد ساينده يک بريدگی باريک را روی قطعه کار ايجاد می کند

 

عنصر کلیدی در این فرآیند آب است که با سرعت 900 متر بر ثانیه حرکت می کند و به هنگام برخورد این جریان به سطح قطعه کار ماده بر اثر نیروی آب به سرعت برداشته می شود.

 

اجزای تشکیل دهنده :

به طور کلی میتوان این دستگاه را به دو قسمت زیر تقسیم کرد:

1-- سیستم کم فشار شامل موتور الکتریکی ، تانک , لوله های فشار ضعیف و*****ها .

 

موتور الکتریکی : از این موتور برای به حرکت درآوردن پمپ روغن استفاده می شود و معمولا قدرتی در حدود Hp 75 دارد .

تانک:برای جمع آوری آب وبرگشت آب اضافه از آن استفاده می کنند.

 

لوله های فشار ضعیف: برای انتقال آب از تانک به پمپ وبرای برگشت آب ازسیستم به تانک استفاده میکند چون که این لوله ها تحت فشار نیستند پس میتوان جنس آنها راضعیف در نظر گرفت.

***** : برای جدا کردن ذرات ساینده از آب استفاده می شود. در ماشین کاری مواد ساینده با جت آب ***** کردن اهمیت کمتری دارد ولی در برشکاری با جت آب از اهمیت بیشتری برخوردار است , زیرا عمر نازل تا حدود زیادی , به تمیز بودن آب بستگی دارد. در دو قسمت از مدار ***** قرار می گیرد , یکی در مسیر ورودی آب به تقویت کننده , که محافظت لازم را از تقویت کننده به عمل می آورد.اگر از آب شهری که املاح معدنی دارد استفاده شود اهمیت تصفیه آب بیشتر می شود,زیرا آب شهری دارای کلسیم,آهن,سدیم وغیره می باشد که ته نشین می شوند.دقت این ***** 45/0میکرون می باشد. دومین ***** بعد از انباره ودر مسیر ورود به نازل قرار می گیرد.

2-- سیستم پرفشارکه شامل سیستم پمپاژ , لوله های فشار قوی , انباره (آکومولاتور) , سیستم تغذیه مواد ساینده ( در AWJM ) ، شیر قطع و وصل و مجموعه نازل است .

سیستم پمپاژ: این سیستم از دو قسمت تشکیل شده است:واحد هیدرولیک وقسمت تقویت کننده فشار.

واحد هیدرولیک: شامل یک موتور الکتریکی و یک پمپ هیدرولیکی روغن است. پمپ روغن به موتورالکتریکی متصل است وانرژی خود را از طریق آن تامین می کند. پمپ روغن , روغن را از منبع آن کشیده وفشار آن را افزایش می دهد.

پمپ روغن :

این پمپ برای بوجود آوردن فشار لازم بر روی روغن استفاده می شود و نیروی خود را از موتور الکتریکی گرفته و روغن را از مخزن روغن کشیده و به سیستم تقویت کننده می فرستد . این پمپ ها بیشتر از نوع دنده ای هستند . به دلیل اینکه بحث در مورد پمپ ها در حوصله این بحث نمی گنجد از توضیح در مورد آنها منصرف شده و تنها به عکس ها یی این پمپ ها اکتفا می کنیم . ولی این نکته قابل توجه است که هر پمپ یک سوپاپ اطمینان دارد که در صورت زیاد تر از حد مجاز شدن فشار بصورت یک فشار شکن عمل می کند .

تقویت کننده فشار :

چگونه فشار آب بسیار زیاد می شود ؟ پمپ روغن ، روغن را با فشار 200 بار به داخل این سیستم می فرستد .روغن پمپ شده به طور متناوب روی دو طرف پیستون بزرگ عمل کرده و موجب حرکت آن به چپ و راست می شود . زمانی که روغن از سمت چپ وارد سیلندر روغن می شود ، پیستون بزرگ به سمت راست حرکت می کند و این حرکت سبب جابجایی پیستون کوچک سیلندر آب به طرف راست می گردد و فشار منفی نسبی کمتر از فشار جو بوجود می آورد . فشار آب در نقطه ورود آب به سیلندر در حدود فشار جو است و اگر از پمپ برای هدایت آب استفاده شود ، کمی بیشتر از فشار جو خواهد بود . این اختلاف فشار موجب هدایت آب به داخل سیلندر می شود .شیرهای یک طرفه ی ساچمه ای تضمین کننده ی جریان مایع در جهت های مناسب و صحیح هستند . وقتی پیستون بزرگ به انتهای سمت راست سیلندر روغن برسد ، جهت جریان روغن تغییر می کند و روغن از سمت راست وارد می شود که این خود موجب رانش پیستون بزرگ به سمت چپ گشته و سبب جابجایی پیستون کوچک در سیلندر آب به طرف چپ و انتقال آب با فشار بسیار زیاد به بیرون می گردد. در ضمن پیستون کوچک در سیلندر آب طرف راست نیز به سمت چپ حرکت کرده و با ایجاد مکش ، آب را از ورودی سمت راست به سیلند آب هدایت می کند . این روند با رفت و برگشت پیستون بزرگ ادامه می یابد .= (A /A ) PP

P فشار خروجی آب

P فشار روغن

A سطح مقطع پیستون بزرگ ( روغن )

A سطح مقطع پیستون کوچک ( آب )

با استفاده از فرمول بالا اگر فشار روغن Mpa 20 باشد برای ایجاد فشار Mpa 400 بر روی آب ، یا باید سطح مقطع پیستون روغن 20 برابر پیستون آب باشد و یا دبی روغن 20 برابر دبی آب باشد . D / D =Dπ/4 )) / Dπ/4 )) A /A =

اگر قطر پیستون آب را cm 1 و قطر پیستون روغن را cm 7 در نظر بگیریم ، با فرض یکی بودن فشار روغن و فشار ورودی آب ، فشار نهایی آب تقریبا 50 برابر بیشتر می شود .همان طور که در شکل دیده می شود چهار شیر یک طرفه در این سیلندر وجود دارد که مانعی بین قسمت های پر فشار و کم فشار است . جوری که دو شیر یکطرفه بالا از خروج آب جلوگیری می کنند و دو شیر یکطرفه پایین از ورود آب . این سیلندر فشار آب را تا Mpa 415 بالا می برد .

انباره ( Accumulator) : چون که سیستم تقویت کننده فشار آب بصورت دو طرفه کار می کند نمی تواند جریان یکنواختی را فراهم کند بنابراین آب پر فشار خارج شده ازاین سیستم در انباره جمع می شود تا یک جریا ن پیوسته و دائم را به نازل هدایت کند . آبی که به نازل می رسد نوسان کمتری دارد . (کمتر از 5 درصد ) در صورتی که بدون انباره این نوسانات به 50 درصد هم می رسد . از طرفی آبی که در حدود Mpa 415 فشار دارد ولی در حدود 12 درصد تراکم پذیر است ، درصد این تراکم پذیری نسبت به تغییرات فشار تغییر می کند . ولی هنگامی که آب در انباره جمع می شود این درصد ثابت می ماند .

سیستم تغذیه مواد ساینده :

این سیستم باید یک جریان کنترل شده ی ذرات ساینده را به نازل برساند . این سیستم یک جریان از ساینده خشک را به نازل می رساند . این سیستم نیاز به تولید فشار زیادی ندارد , زیرا فشار و سرعت آبی که در نازل وجود د ارد ذرات ساینده را از مجرای خودش مکش می کند ( دقیقا مانند بالا کشیده شدن بنزین در کاربراتور موتور خودرو) . این سیستم نمی تواند ساینده های خشک را به طور مداوم در فاصله طولانی به نازل ارسال کند . اما اگر ساینده بصورت دوغ آب در آمده باشد یعنی آب و ساینده قبل از رسیدن به نازل با هم مخلوط شوند , این مشکل برطرف می شود .

نازل:

جهت تبدیل مایع فشار قوی به جت با سرعت زیاد به کار می رود. در کل نازل دو وظیفه دارد:

1-- مخلوط کردن جت ساینده و آب

2-- تشکیل یک جت آب ساینده با سرعت بالا.

نازل یک جریان همگرا در دهانه خود بوجود می آورد . اگر فرآیند بدون مواد ساینده باشد خوردگی نازل از اهمیت کمتری بر خوردار است . ولی در فرآیند ماشین کاری با مواد ساینده این موضوع اهمیت بیشتری پیدا می کند . جنس دهانه نازل از یاقوت کبود ( نوعی جواهر صنعتی ) , تنگستن کارباید و یا برن کارباید ساخته می شود .

البته می توان از الماس هم استفاده کرد که کارایی بیشتری دارد ولی به دلیل گرانی از آن در موارد خاص استفاده می شود .

 

یك مجموعه كامل نازل واترجت حدود 500 تا 1000 دلار می‌باشد در صورتی كه نازل جت سازنده حدود 800 تا 2000 دلار هزینه در بر دارد.

 

در بیشتر موارد دو نوع نازل وجود دارد :

1- نازل با یک جت و تغذیه کناری

2- نازل با چندین جت و تغذیه مرکزی

1) در این نازل آب از وسط نازل و مواد ساینده از کنار با جت آب مخلوط می شوند . مزیت ها : هزینه ساخت کمتر , برای برش جاهای پر پیچ و خم و دور از دسترس مناسب است, ساخت آن آسان تر است .

معایب : راندمان مخلوط شدن بهینه ای را فراهم نمی کند و فرسایش سریعی در قسمت خروجی نازل بوجود می اید . زیرا ساینده از بغل تغذیه می شود.

1) در این نازل مواد ساینده از مرکز نازل وارد شده و آب از کناره ها بصورت یک حلقه ی همگرا ی آب با آن مخلوط می شود.

مزیت ها :عمر بیشتری دارد و مخلوط بهتری از ساینده هارا در جت آب ایجاد می کند .

معایب : تولید آن به دلیل زاویه همگرایی مشکل و پر هزینه است .

قطر سوراخ نازل بین 5/0 تا 07/0 میلی متر بوده و در موارد نادر این قطر به 1 میلی متر هم می رسد . ولی هر چه قطر نازل بیشتر باشد برای فراهم کردن دبی مناسب جریان به موتور ها و پمپ های قوی و گران قیمت نیاز است و کمتر استفاده می شود . در عمل عمر مفید هر نازل در حدود 200 ساعت از کارکردش می باشد . البته اگر تصفیه کردن آب به خوبی انجام گیرد ( تصفیه با کیفیت بالا تر از 45 /0 میکرون ) , عمر نازل نیز بیشتر می شود .ونیز اگر آب دی یونیزه هم شود عمر نازل باز هم افزایش می یابد ولی این روش بسیار پر هزینه است . اگر موارد بالا رعایت شود عمر نازل بین 250 تا 500 ساعت می شود .

ساینده ها :

جنس ساینده ها معمولا سیلیکون کارباید , سیلیس و یا لعل است که بسته به جنسی که باید ماشین کاری شود انتخاب می شود . مواد ساینده پس از مصرف قابل بازیافت نیستند . اندازه ذرات ساینده معمولا بین 150 تا 1000 است . نسبت حجمی آب و ذرات ساینده یک نقطه بحرانی دارد که اگر مقدار نسبت حجمی کمتر یا مساوی آن باشد بیشترین راندمان را داریم ولی با بیشتر شدن نسبت ذرات ساینده در آب راندمان پایین می اید .

طرز کار:

موتور الکتریکی نیروی خود را از برق شهر گرفته و نیروی لازم برای به حرکت درآوردن پمپ روغن را تولید می کند. پمپ روغن نیز با این نیرو شروع به چرخیدن کر ده و روغن را از منبع روغن مکیده و فشار آن را بالا می برد . این روغن از طریق لوله های رابط به سیستم تقویت کننده می رسد . البته ممکن است این روغن قبل یا بعد از پمپ از یک ***** بگذرد . روغن به سیستم تقویت کننده رسیده و همان طوری که توضیح آن گذشت فشار آب را بالا برد ه و خود روغن مانند یک چرخه به هر دو طرف پیستون می آید . آب نیز قبل از رسیدن به تقویت کننده از ***** عبور می کند . آب خارج شده که دارای فشار زیادی است وارد انباره می شود . آب پر فشار از انباره وارد لوله های فشار قوی می شود و از یک شیر قطع و وصل گذشته و به نازل می رسد . نازل نیز همانند انژکتور موتور های دیزل کار می کند . یعنی با کوچک کردن سطح مقطع فشار و سرعت را بالا می برد .طبق رابطه ی ترمودینامیکی اگر دما را ثابت فرض کنیم p= (v / v )p →p v = p v پس می بینیم که اگر حجم را کم کنیم فشار خروجی به اندازه ی ( v /v) برابر افزایش می یابد . از طرفی هم سرعت و فشار با هم متناسب هستند . پس افزایش فشار، افزایش سرعت هم در بر دارد . در این مرحله فشار آب Mpa 400 و سرعت آن m/s 900 است . در درون نازل برای همگرا کردن آب و مواد سایند ه از یک سنگ گرانبها استفاده می شود .

هنگامی می توانیم بگوییم ماشین کاری صورت گرفته است که فشار حاصل از آب و مواد ساینده بر نیروی بین مولکولی قطعه کار غلبه کند .نازل برای برشکاری میتواند ثابت و یا متحرک باشد. در ضمن حركت تجهيزات متصل به دستگاه داراي رنج ومحدوده حركتي متقاطع بين 2 يا 3محور ميباشند درست همانند محورهاي متعددو چندگانه روباتاي صنعتي و .... براي اين منظور نرم افزارهايCAD/CAM با كنترلرها و تنظيم كننده هاي CNC تركيب ميشوند تا بتواند نقشه ها و طرحهاي مورد نظر را به مسيرهاي برنامه ريزي شده ديجيتالي قابل فهم براي ماشين تبديل كند تا عمليات برشكاري توسط كله گي سيستم اجرا گردد.

سیستم پمپ و آبرسانی واتر جت

 

فوايد water jet cutting :

يكي از برترين فوايد ومزاياي water jet cutting اين است كه ذاتاً داراي خاصيت برشكاري سرد ميباشد و ايجاد حرارت نمي كند .

كه همين خاصيت به مواد اجازه برش ميدهد در صورتيكه در ساير روشهاي برشكاري يا مواد مي سوزند و يا ذوب شده ويا اينكه ترك بر مي دارند .

درضمن بعضي از فرآيندهاي حرارتي سبب تاب برداشتن و سخت شدن سطح قطعه گشته و يا اينكه موجب ساتع شدن گازهاي خطرناك از جسم ميشود .

در مواد متضاد ومقابل هم كه توسط واتر جت برش ميخورند بنا به همين مزيت هيچ گونه تنش حرارتي را تحمل نمي كنند و هر گونه نتايج ناخوشايند را از آنها دور ميسازد .

برشكاري سرد ميتواند بر مناطقي كه دچار سختي نشده اند تأ ثير گذاشته و مي تواند در هر سمت وجهتي عمليات سوراخكاري ويا برشكاري را انجام دهد .

اين روش مي تواند بدون ايجاد سوراخهاي اوليه براي انجام عمليات سوراخكاري اقدام به انجام عمل سوراخكاري در هر نوع ماده و قالب ويژه وحتي در فواصل بسيار نزديك به هم نمايد و هيچگونه احتياجي به انجام عمليات ثانويه يا نهايي بر روي قـــطعه نمي باشد .

كمتر تجهيزاتي ميباشند كه حافظ محيط زيست بوده و كمترين گرد وغبار را در محيط انتشار دهند .

و يا مانع از ساتع شدن گازهاي خطرناكي كه در حين فرايندهاي تنشي به علت اين تنشهاي آزاد ايجاد ميگردد شوند . در صورتيكه در واتر جت تمامي اين موارد رعايت و اعمال ميشود .مثلا ماشین کاری آسبست تولید دود خطرناکی میکند که برای کاربران عوارض خطرناکی دارد، ولی دراین روش هیچ گونه خطری متوجه کاربران نیست.همچنین این روش صداهای ناهنجاری که شنیده نمی شوند ولی روی اعصاب تاثیر منفی می گذارند را تولید نمی کند(مانند امواج با فرکانس های بالا که توسط ماشینکاری الترا سونیک تولید میشود) .محدوده شنوایی انسان حدود 20 هرتز تا20 کیلو هرتز است ولی در التراسونیک امواجی با فرکانس 20 کیلو هرتز به بالا تولید می کند.

علاوه بر اينها ماشينهاي يكپارچه اي ميباشند كه باعث صرفه جويي در استفاده از مواد خام و اوليه مي گردند .

مي توانند برشهاي عرضي بسياركوچك ايجاد نمايند و يا در برشهاي تو در تو وپيچيده مورد استفاده قرار گيرند .

بسيار سريعتر از ابزارهاي برش معمولي مي باشند .

از ديگر فوايد آنها توانايي انجام برش بر روي رشته هاي بسيار محمكم از فلزات ، مواد صيقلي ، ويا با سطح ناهموار و لايه هاي متفاوت جمع شده مي باشد .

پس از آنكه فرايندهاي مكانيكي برروي سطوح ذره بيني اتفاق افتاد سطوح مورد نظر با موادي كه داراي عوامل خطر زا نمي باشند كامل ميگردد.

انرژي جنبشي در واتر جت باعث تغيير شكل در اجسام شده و وهمين انرژي سبب ايجاد سوراخ با درستي وصحت بالا دراجسام ميشود ، بدون باقي گذاشتن لبه ، تراشه يا پوسته اي بر روي آنها .

اين فرايند بسيار عالي بوده وداراي كيفيت سطح بسيار بالا با لبه هايي عالي مي باشد كه در بسياري موارد احتياج ما را به فرايند تمام كاري رفع مي نمايد .

واتر جت در توليد اجسام وطرحهاي پيچيده بسيار باصرفه ميباشد و مواد مي توانند در فئال نزديكي از هم برش بخورند .

همچنين ايجاد گوشــــــه هاي تيز واريب و سوراخهاي شكافدار و شكلـــهايي با گوشه هاي شعاع بسيار كوچك امكان پذير مي باشد .

همچنين انجام عمليات بر روي مواد روي هم قرار گرفته ، چندين قطعه اي ، و عمليات تو در تويي مـــــــــــــواد كردن را به معناي واقعي در كمترين زمان برش مي دهد .

واتر جت همچنين محافظ محيط زيست مي باشد و فرايندي پاك و تميز مي باشد و توليد تراشه و خرده هاي فلزي و گازهاي خطرناك نمي نمايد.

همچنين به مواد روغني و محلولهاي خنك كننده در طول فرآيند نيازي نمي باشد .

در جهان امروزي با وجود قيمت بالاي مواد اوليه و وجود منابع محدود ، انجام برشهاي كوچك وچاكدار ويا برشهاي عرضي و انجام عمليات تو در تويي بر روي قطعات امكان بهينه سازي مصرف مواد اوليه را براي ما همراه با افزايش سود آوري فراهم مي سازد .

با استفاده از آب خالص امكان برش پارچه ، مواد الاستيكي (elastomers)، مواد غير بافته (non-wovens)، مواد پلاستيكي و پليمرهاي نازك ، محصولات غذايي و بسياري توليدات ديگر وجود دارد .

با سرعتي چند صد برابر حالتهاي معمولي در دقيقه .

با افزايش مواد ساينده ميتوان مواد بسيار سخت همانند فلزات ، سنگ ، شيشه هاي گلوله اي شكل ، سراميكها و غيره را براحتي برش داد .

مواد ضخيم نيز ميتوانند براحتي در سيستمهاي سايشي واتر جت مورد استفاده قرار گيرند .

برش و يا سايش فلزات قطور نيز از ديگر فوايد و مزيتهاي تكنولـــــــــــــوژي واتر جت مي باشد .

با تنظيم و سازگاري بين دهانه يا نازل برش و قطر دهانه كانوني مجراي برش و همچنين كميت ونوع مواد سايشي مورد استفاده مي توان به بالاترين تأثير برشي مورد نظر دست يافت

 

واتر جت با چه سرعتي كار ميكند ودر اين سرعت صحت ودرستي خود را چگونه حفظ مينمايد ؟

سرعت كار وهمچنين صحت انجام آن بستگي به ساختار ماده ، ضخيم بودن ، كيفيت مطلوب برش ، واشرهاي مورد استفاده در يك دستگاه واتر جت دارد كه با قابليت حركتي كه دارد اجازه حركت بين 1/0تا 3000 اينچ در هر دقيقه را ميدهد .

تكنيكهاي اتوماتيك (Technic-Automation ) سخت افزارهايي را پيشنهاد ميكند كه سرعت برش را براي طيف وسيعي از فلزات محاسبه نمايد .

سرعت برش با چند فاكتور تعيين مي شود از جمله كيفيت ساختماني لبه تحت برشكاري و ... كه در اين ميان مقدار مواد سايشي مورد استفاده ، فشار برش ، اندازه روزنه نازل و كانون مجراي برش ، قدرت پمپهاي فشار و... ميتواند نتيجه مطلوب ومورد نظر مارا ايجاد نمايد.

حركتهاي پيچيده بيشتر ( 5 محوره - روباتيك - باتريهاي اضافي - پره هاي برش متقاطع و ....) و يا مواد دستي ديگر داراي قيمتهاي بالاتري ميباشند .

3- چگونهwater jet cutting مي تواند اجسام ضخيم وقطور را برش دهد ؟

بستگي به سطح يا سختي مواد مورد برشكاري دارد كه در رنجي ميان 0.25 تا 30 اينچ تغيير ميكند .

مواد سخت معمولاً در رنج بين 0.25تا 2.5 اينچ برش مي خورند .

و اين مطلب به اين معني نمي باشد كه فولاد يا سنگي با ضخامت 4يا 5اينچ نمي تواند برش بخورد بلكه تمام آن بستگي به فشاري كه برش اعمال ميكند ، دارد .

4- ميزان فشار أب مورد نياز چه ميزان ميباشد واين سيستمها به چند صورت ميباشند ؟

مقدار فشار بستگي به شرايط مصرف كننده و نوع مواد مصرفي مي باشد و همچنين موارد ديگر مانند تعداد پمپها ونازلهاي مورد استفاده نيز تأ ثير گذار ميباشد .

اينگونه سيستمها بنا به نياز مشتري و اينكه در كجا مورد استفاده قـــــــرار ميگيرند ( كارخانه ، آزمايشگاه ، و...) مي توانند قابل حمل ويا ثابت باشند .

کیفیت برش سطح با فشار بیشتر قطر جت و با کاهش سرعت جابجایی بهتر می شود، که با این حالت می توان اجسام چگالتر و با ضخامت بیشتر را نیز به خوبی برش زد.

از واتر جت همچنین جهت پلیسه گیری و برداشتن ناصافی های سطح نیز می توان استفاده کرد.

  • Like 4
لینک به دیدگاه
  • 1 ماه بعد...

soheiiil    24,250

soheiiil
ارسال شده در

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

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
با جت مواد ساینده (AJM) فرایندی است كه در آن، براده‌برداری از قطعه كار با استفاده از ذرات ساینده‌ای كه در یك جریان گازی پرفشار با سرعت خیلی بالا قرار می‌گیرند، صورت می‌پذیرد. در این فرایند، براده‌برداری توسط برخورد ذرات ساینده بر روی سطح كار انجام می‌شود. این فرایند، با سندبلاست معمولی تفاوت دارد، زیرا در ماشینكاری جت مواد ساینده، قطر مواد ساینده كوچكتر است (حدود 10 تا 50 میكرون) سیستم AJM با دقت بالایی كنترل می‌شود. از ماشینكاری با جت مواد ساینده، معمولاً برای بردن، تمیز كردن، سوراخ كردن، پرداخت‌كاری، پلیسه‌گیری و یا حكاكی روی شیشه‌ها، سرامیك‌ها و یا فلزات سخت استفاده می‌شود. كاربردهای این روش عبارتند از: - سوراخ‌كاری و برشكاری قطعات كوچك شیشه‌ای، سرامیك ها یا فلزات سخت شده - حكاكی شماره قطعات، روی فلزات و قطعات پلاستیكی پرداخت‌كاری، پلیسه‌گیری و صیقل‌كاری قطعات پلاستیكی و فلزی - كرومات كردن شیشه - برشكاری در قسمت‌های پیچیده، سخت و شكننده - اكسیدزدایی از سطح فلزات - تمیز كردن لكه‌های فلزی از روی سرامیك‌ها - آرایش كردن، اریب كردن و تمیز كردن اجزای الكترونیكی - از بین بردن لكه‌ها و سیاهی‌ها از روی اسناد و اجناس باستانی موزه‌ها اجزای سیستم اجزای اصلی یك سیستم AJM در شكل 2 نشان داده شده است. یك مخزن گاز با فشار حداقل 690 تا 860 كیلو پاسكال (psiا125-100) لازم است تا سیستم بتواند فشار تنظیم شده 520 تا 830 كیلوپاسكال (psiا100-75) را طی عملیات به وجود آورد. مخزن گاز می‌تواند حاوی هوای متراكم، نیتروژن، دی‌اكسید كربن یا گازی صنعتی و خنثی باشد، اما نباید هیچ‌گونه ناخالصی خارجی مانند روغن و آب در آن وجود داشته باشد. بنابراین، استفاده از ***** گاز و جداكننده آب برای مخزن گاز، الزامی است. پودر مواد ساینده، در محفظه‌ای قیفی شكل نگهداری می‌شود كه محفظه ارتعاش را تغذیه می‌كند، به طوری كه پودر اندازه‌گیری شده و به‌طور یكنواخت با گاز مخلوط می‌شود.به این ترتیب، جریان پرفشار مواد ساینده به وجود می‌آید. مخلوط پرفشار مواد ساینده از یك كلاهك پخش‌كننده دستی با سرعتی در حدود 150 تا 300 متر بر ثانیه (ft/sا500 تا1000) خارج می‌شود. دبی جریان مواد ساینده، توسط یك شیر فشار پنوماتیكی كنترل می‌شود. این سیستم می‌تواند با شیر پدالی برای عملیات پالسی و یا شیر دستی برای عملیات متوالی و ممتد، كنترل شود. یك هود یا كابینت جمع‌كننده گرد و غبار كه با سیستم خلا كار می‌كند، به منظور محدود كردن قرارگیری كاربر در معرض گرد و غبار، لازم و ضروری است. اگر قطعه كار دارای مواد سمی خطرناك باشد، اقدامات و ملاحظات ویژه انهدام گرد و غبار جمع‌آوری شده، مطابق با قوانین ملی و فدرال، الزامی خواهد بود. كلاهك‌های پخش‌كن كلاهك‌‌های پخش‌كننده ماشینكاری با جریان مواد ساینده، معمولاً از جنس «تنگستن كارباید» ساخته می‌شوند. كلاهك‌های پخش‌كننده از جنس یاقوت كبود نیز قابل دسترسی هستند. كلاهك‌های پخش‌كننده از جنس یاقوت كبود، انتهای بلندتری در مقایسه با كلاهك‌های پخش‌كننده از جنس تنگستن كارباید دارند. آنها بسیار گرانتر بوده و فقط نوعی كه دارای سوارخ‌هایی با مقطع گرد است، در دسترس می‌باشد. كلاهك‌های تنگستن كاربایدی دارای مقطع گرد و نیز چهار ضلعی، در دسترس است. قطر كلاهك‌های دارای مقطع گرد، 13/0 تا 25/1- میلی‌متر(0inا0.5-0.005) و قطر كلاهك‌های دارای مقطع چهار ضلعی 18/0×8/3 میلی‌متر تا 5/0×08/0 میلی‌متر (0.15inا×0.007 تا 0.003in×ا0.020) است. كلاهك‌های دارای مقطع چهار ضلعی، ممكن است از انحراف برشكاری بكاهند. عمر كلاهك‌ها به نوع مواد ساینده و فشار عملیاتی بستگی دارد. عمر سرویس‌دهی یك كلاهك تنگستن كاربایدی با ذرات ساینده از جنس سیلیكون كارباید، حدود 8 تا 15 ساعت و با ذرات ساینده اكسید آلومینیم حدود 20 تا 35 ساعت است. عمر كلاهك‌ها با ذرات شیشه یا بی‌كربنات سدیم، تقریباً نامحدود است. متوسط عمر سرویس‌دهی كلاهك ها دارای جنس یاقوت كبود، حدود 300 ساعت است. ویژگی‌های فرایند اصولاً فرایند AJM نوعی عملیات پرداخت و تمیزكاری با میزان براده‌برداری پایین است. مــثلاً، مـیزان براده‌برداری از شیشه(0.001in3/min) ا16mm3/min و در برشكاری فلزات این میزان از متغیر است. برای سرامیك‌های سخت، میزان برش حدود 50درصد بیشتر از برشكاری شیشه است. مزایا و معایب فرایند AJM به‌رغم میزان بسیار كم براده‌برداری چندین مزیت دارد كه عبارتند از: - هنگام برشكاری مواد حساس به حرارت، جریان گاز باعث پراكنده شدن حرارت تولید شده می‌شود. - هنگام كار، نیروی اندكی به قطعه كار وارد می‌شود. لذا قطعات شكننده و ظریف را می‌توان برش داد. - عمل براده‌برداری از مواد سخت نیز مؤثر است. - كلاهك پخش‌كننده می‌تواند به سمت سطوح كوچك و غیرقابل دسترسی نشانه‌گیری شود. معایب فرایند
برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
عبارتند از: - میزان براده‌برداری پایین - انحراف در برش - امكان فرو رفتن ذرات ساینده در قطعه - مخروطی شدن زیاد لبه‌ها در برشكاری‌های عمیق‌تر. البته مقدار مخروطی شدن را می‌توان با كج كردن كلاهك پخش‌كننده كاهش داد. براده برداری2 عمده‌ترین عوامل تعیین‌كننده خصوصیات و ویژگی‌های فرایند AJM عبارتند از: - نوع و جنس موادی كه باید روی آنها كار شود (جنس قطعه كار) - میزان فشار جریان مواد ساینده - جنس و اندازه ذرات ساینده - فاصله بین قطعه كار و كلاهك به‌طور كلی، هنگامی كه جنس قطعه كار سخت‌تر شده یا ذرات ساینده بزرگتر بوده و با سرعتی بالا ضربه بزنند، میزان براده‌برداری افزایش می‌یابد. دبی جریان برای رسیدن به حداكثر میزان براده‌برداری، معمولاً دبی مواد ساینده را 10 تا 20 گرم بر دقیقه(-0.7oz/minا0.4) در نظر می‌گیرند. برای قطعه كارهای ریز، میزان جریان 3 تا 5 گرم بر دقیقه (0.2oz/minا-0.1) مناسب است. برای دبی جریان، مقدار بهینه‌ای به منظور حداكثر براده‌برداری وجود دارد (شكل 3). جریان بزرگتر از مقدار بهینه، میزان براده‌برداری را كاهش می‌دهد. گرچه متغیرهای عددی، مقدار بهینه را معین می‌كنند، اما برای یك
برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
دارای پودر مشخص در حین شروع به كار سیستم، مقدار بهینه براحتی مشخص می‌شود

  • Like 4
لینک به دیدگاه
  • 3 ماه بعد...

soheiiil    24,250

soheiiil
ارسال شده در

واترجت چیست؟ماشین‌كاری با جت آب و ذرات سایندهمحدودیت‌های نازل‌های جت مواد ساینده مزایای ماشین‌كاری با جت مواد ساینده عمر نازل برش‌كاری مدت كاركرد مفید تیوب مخلوط‌كننده هزینه اصلی عملیاتی چیست؟ كنترل جت مواد ساینده واتر جت چیست ؟برش واتر جت به معنی برش مواد با استفاده از فشار زیاد آب است. آب با خروج از نازلی با قطر خیلی کوچک به سبب فشار زیادی که دارد سرعتی در حدود 900 متر برثانیه پیدا می کند که می تواند هر ماده ای را برش دهد. با کنترل کامپیوتری این نیرو می توان اشکال مورد نظر را تولید کرد.دستگاه برش واتر جت از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. پمپ شدت دهنده که فشاری در حدود 40000 تا 60000 Psi تولید می کند و نازل برش که بر روی ساختمان دستگاه نصب شده است. این نازل قدرت گردش در سه جهت X , Y , Z را داراست. بنابراین به راحتی قدرت انجام فرمانهای لازم را دارد.در مقایسه با برش پلاسما ، لیزر ، امتیازات واتر جت وسیع است. واتر جت قابلیت برش بازه وسیعی از مواد را داراست. به عنوان مثال می توان به فلزات، غیر فلزات، سرامیک، فلزات غیر آهنی، انواع سنگ، چرم، پلاستیک، شیشه و ... اشاره کرد. نکته قابل توجه در صنعت ایجاد تنشهای حرارتی بعد از برش در قطعه است که در موارد حساس غیر قابل قبول است لذا استفاده از واتر جت به علت برش با آب هیچ نوع تنش حرارتی در قطعه بر جا نمی گذارد که منحصر به فرد و بسیار حائز اهمیت است. ضخامت اقتصادی برش با واتر جت حدود 50 سانتی متر است. برای فلزات اگر نیاز به برشی با ضخامت بیشتر دارید استفاده از این روش پیشنهاد نمی شود. ماشین‌كاری با جت آب و ذرات سایندهاگرچه سال‌هاست كه از استفاده از تكنولوژی جت مواد ساینده و جت آب می‌گذرد و لیكن اخیراً این دو فرآیند در زمینه بازار ماشین ابزار جایگاه مناسبی پیدا كرده است. این موضوع مهم و قابل توجه است و تعدادی از نوآوران قدیمی با استفاده از جایگزینی و تكمیل فرآیندهای معمولی ماشین‌كاری خود با استفاده از این دو فرآیند (ماشین‌كاری با جت‌آب و جت مواد ساینده) سود فراوانی برده‌اند.اخیراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan كه یك شركت بازاریابی كار می‌كنند، اعلام نموده‌اند كه abrasive waterjet به نحو چشمگیری رشد و گسترش قابل ملاحظه‌ای پیدا كرده است. رشد 1/9 درصد در فاصله سال‌های 2002-1997 برای بازار واترجت و جت مواد آینده پیش‌بینی می‌شود. هم واترجت و هم لیزر قادرند فلزات و دیگر مواد را برش دهند. ولیكن دستگاه‌های واترجت ارزان‌تر از دستگاه‌های لیزر می‌باشند و عملاً دستگاه‌های واترجت برتر از ماشین‌های برش معمولی می‌باشند.

چرا تعداد زیادی از مردم به خرید دستگاه‌های واترجت روی آورده‌اند، زیرا: چون می‌توانند سریع برنامه‌ریزی كرده و در مدت كوتاهی پول‌دار شده و سود زیادی عایدشان شود. همچنین می‌توانند سریعاً دستگاه را تنظیم كرده و كل مجموعه تنظیمات دستگاه را تنظیم كرده و كل مجموعه تنظیمات دستگاه را چك كنند آنها از ابزار دستگاه خیلی تعریف می‌كنند. چونكه ابزار، هم در ماشینكاری اولیه و هم در ماشینكاری ثانویه (نهایی) یكی است و نیازی به تغییر ابزار نمی‌شود. سرعت ساخت قطعات بسیار بالا و خارج از تصور می‌باشد. این روش باعث ایجاد اثرات حرارتی روی قطعه نمی‌شود. آنها می‌توانند هزینه خرید دستگاه را در مدت كوتاهی تامین نمایند. شما قبلاً عبارات واترجت و جت مواد ساینده را شنیده‌اید، این مهم است كه بدانید جهت مواد ساینده همان واترجت نمی‌باشد، اگرچه خیلی به هم شبیه هستند. تكنولوژی جت‌آب به حدود 20 سال پیش برمی‌گردد و جت مواد ساینده حدوداً 10 سال بعد به وجود آمد. اساس هر دو روش مبتنی بر افزایش فشار آب تا حد خیلی زیاد و خروج آب از یك روزنه كوچك به خارج می‌باشد. سیستم واترجت از یك باریكه آب استفاده می‌كند كه از دهانه (orifice) خارج می‌شود و می‌تواند مواد نرمی از قبیل پارچه و مقوا را برش دهد و لیكن نمی‌تواند مواد سخت‌تری را برش‌كاری كند. آب در دهانه ورودی از 20 تا 55 هزار پوند بر اینچ مربع تحت فشار قرار می‌گیرد، سپس از دهانه (jewel) كه قطر آن به طور نمونه 015/0-010/0 اینچ می‌باشد. با فشار خارج می‌شود و در سیستم جت مواد ساینده، مواد ساینده به جت‌آب افزوده شده تا بتواند مواد سخت‌تر را نیز برش دهد. سرعت خیلی زیاد جت آب باعث ایجاد خلاء شده و مواد ساینده را به داخل نازل مكش می‌كند. اغلب مردم زمانی كه منظورشان جت ساینده است، به غلط اصطلاح واترجت را به كار می‌برند. یك مجموعه كامل نازل واترجت حدود 500 تا 1000 دلار می‌باشد در صورتی كه نازل جت سازنده حدود 800 تا 2000 دلار هزینه در بر دارد. هزینه عملیاتی جت مواد ساینده به خاطر سایش تیوپ مخلوط‌كننده مواد ساینده با آب و همچنین به خاطر مصرف مواد ساینده نسبت به واترجت خیلی زیاد است. تنها محدودیت جت‌آب نازل‌های آن می‌باشد و jewel دارای سوراخ بسیار ریزی بوده كه آب با فشار از آن به بیرون پاشیده می‌شود. Jewel ممكن است ترك برداشته و یا در اثر رسوب در آن مسدود شدن دهانه یاقوتی نازل در اثر ورود مواد زائد و گرد و كثافت در دهانه ورودی آب (inlet water) می‌باشد و می‌توان براحتی و با استفاده از یك *****اسیون مناسب از بروز چنین مواردی جلوگیری نمود. رسوبات در اثر مواد معدنی موجود در آب نیز ممكن است پدید آید. Jewelها را می‌توان در مدت كوتاهی حدود 2 تا 10 دقیقه تعویض نمود. همچنین قیمت بالایی نداشته و حدود 5 تا 50 دلار می‌باشد، البته نازل‌های الماسه نیز وجود دارند ولیكن قیمت آنها حدود 200 دلار می‌باشد و همچنین ساخت آنها نیز مشكل‌تر از نازل‌های یاقوتی می‌باشد. ابعاد و شكل هندسی دهانه نازل در نحوه عملكرد آن تاثیر بسیار مهمی داشته و در مورد نازل‌های الماسی تامین این دقت و تلرانس كمی مشكل و هزینه‌بر می‌باشد. محدودیت‌های نازل‌های جت مواد ساینده نازل‌های جت مواد ساینده علاوه بر طرح ساده‌ای كه دارند گاه‌گاهی ایجاد مشكلاتی نیز می‌كنند. طرح‌های گوناگونی ساخته شده‌اند ولی همگی در بروز یكسری مشكلات مشترك هستند. تیوپ مخلوط‌كننده یك قطعه و مجموعه گران‌قیمت بوده و به علت سایش در اثر مواد ساینده دارای عمر كوتاهی نیز می‌باشد. همانطوری كه گفته شد، جت مواد ساینده قادر است هر چیزی را برش دهد و این توانایی بالایی فرسایش و در نتیچه آن برش مسیر عبور و تیوپ مخلوط‌كننده را نیز تحت تاثیر قرار می‌دهد و همین امر در افزایش قیمت نهایی قطعه تولیدی تاثیر می‌گذارد. از دیگر معایب دستگاه‌های جت مواد ساینده این است كه تیوپ مخلوط‌كننده گاه‌گاهی مسدود می‌شود. معمولاً علت این امر در اثر مواد زاید و كثیف (dirt) و همچنین دانه‌های مواد ساینده كه از اندازه استاندارد بزرگ‌تر باشند نیز حاصل می‌شود.

مزایای ماشین‌كاری با جت مواد ساینده:1- برنامه‌‌ریزی و تنظیم فوق‌العاده سریع در این فرآیند نیازی به تغییر ابزار جهت كارهای مختلف نمی‌باشد، برعكس دیگر دستگاه‌های ماشین‌كاری كه حتی برای تعویض ابزار نیز باید برای دستگاه برنامه‌ریزی كرد. تنها برنامه‌ریزی لازم برای انجام عملیات ارائه نقشه قطعه به دستگاه می‌باشد و اگر مشتری نقشه قطعه كار را روی یك دیسكت به شما تحویل دهد، نصف كار انجام شده است و این به این معنی است كه شما در تولیدات كم و حتی تك‌سازی هم می‌توانید سود قابل توجهی ببرید.

2- برای اغلب كارها نیاز به فیكسچر محدودی نیاز استبرای مواد تخت می‌توان پس از قرار دادن آنها روی میزكار با قراردادن دو وزنه 10 پوندی روی آن قطعه كار را فیكس نمود و برای قطعات كوچك می‌تواند با استفاده از رویندهای كوچك، كار را محكم نمود. 3- امكان ماشین‌كاری تقریباً هر قطعه (شكل) دو بعدی و برخی از قطعات (اشكال) سه بعدی امكان ماشین‌كاری شعاع‌ها و گوشه‌های داخلی با شعاع كم، امكان ساخت فلانج كاربراتور با سوراخ‌ها و همه چیزهای لازم آن. برخی از دستگاه‌های فوق‌العاده پیشرفته قادر به ماشین‌كاری سه بعدی می‌باشند. ماشین‌كاری سه بعدی نیازمند و مستلزم دقت زیادی می‌باشد. به همین دلیل ماشین‌كاری سه بعدی صرفاً جهت كاربردهای خاص به كار می‌رود.

به هر حال ماشین‌كاری جت مواد ساینده دارای توانمندی فوق‌العاده در تولید اشكال دو بعدی است و لیكن در مورد اشكال سه بعدی دارای محدودیت‌هایی می‌باشد. 4- اعمال نیروی جانبی بسیار كم به قطعه حین ماشین‌كاری بدین معنی كه شما می‌توانید با اطمینان قطعاتی كه ضخامت دیواره آنها به كوچكی 0025/0 اینچ باشد را به راحتی و بدون تركیدگی و یا حتی لب‌پریدگی، ماشین‌كاری كنید. همچنین پایین بودن زیاد میزان نیروی جانبی برش این امكان را فراهم می‌كند تا بتوان اشكال لانه زنبوری و تو در تو تولید نموده و با این كار را از متریال حداكثر استفاده را كرد. 5- اغلب هیچ گونه گرمایی روی قطعه كار ایجاد نمی‌شود. شما می‌توانید قطعه كار را ماشین‌كاری كنید. بدون ایجاد افزایش دما و سخت شدن قطعه كار و بدون تولید دودهای سمی، بدون ایجاد پیچیدگی در قطعه كار، و بدون تولید دودهای سمی، و بدون ایجاد پیچیدگی در قطعه كار. شما می‌توانید قطعاتی را كه قبلاً سخت‌كاری شده‌اند و عملیات حرارتی بر روی آنها انجام شده است را به راحتی ماشین‌كاری كنید. در ایجاد سوراخ بر روی فولاد به ضخامت 2 اینچ حداكثر دمای قطعه كار به 120 درجه فارنهایت می‌رسد و لیكن ماشین‌كاری بر روی دیگر قطعات در دمای اتاق انجام می‌شود. 6- نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نمی‌شود.بر خلاف ماشین‌كاری با وایركات كه نیاز به ایجاد سوراخ اولیه می‌باشد در این روش نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نیست.

pznkmcscaw__693_599_Diagram_of_water_jet_cutter_machine.png

نمایی از نحوه کار جت مواد ساینده

1- آب 2- نازل 3- مواد ساینده 4- نگهدارنده 5- خروج آب و مواد 6- قطعه کار7- پایه های نگهدارنده قطعه کار 8- آب انباشته شده 9- محل برش داده شده 10- لوله هدایت مواد 11- مواد ساینده موضوع ضخامت قطعه‌كارمحدودیت مشخصی برای ضخامت معلوم نمی‌باشد و لیكن سرعت برش تابعی از ضخامت قطعه كار می‌باشد. عدم آسیب‌رسانی به محیطشما می‌توانید از مواد ساییده شده قرمز رنگ كه از garnet بجای مانده است جهت تزئین گلدانها استفاده كنید حتی اگر شما می‌خواهید قطعات زیادی از جنس مواد خطرناك از قبیل سرب و … را ماشین‌كاری كنید، این مهم است كه مقدار خیلی كمی از ماده برداشته می‌شود. این خود در حفاظت محیط‌زیست موثر است. استفاده مجدد از مواد خام باقی ماندههنگام ماشین‌كاری قطعات گران‌قیمت از قبیل تییانیوم، باقی مانده ماده خام نیز ارزشمند است زیر عرض برش این فرآیند كوچك بوده و پس از تولید قطعه اصلی، می‌توان از مواد باقی مانده مجدداً قطعات دیگری تولید نمود.

فقط به یك ابزار نیاز است. در این روش نیازی به تغییر ابزار نمی‌باشد و حتی نیازی به برنامه‌ریزی جهت تغییر ابزار نمی‌باشد. برنامه‌ریزی و تنظیم دستگاه و تمیز كردن نیز زمان زیادی نمی‌برد، از این رو در این روش سرعت تولید و بهره‌وری خیلی زیاد است. افسانه‌های معمول در مورد جت مواد سایندهشما می‌توانید فولاد به ضخامت 6 اینچ را با آب ببرید!؟ خیر! اگر شما مشاهده می‌كنید كه یك قطعه فولادی به ضخامت 6 اینچ در حال برش‌كاری است، بدانید كه این واترجت نیست بلكه جت مواد ساینده است كه این كار را انجام می‌دهد. وظیفه آب در اینجا فقط اعمال شتاب فوق‌العاده زیاد بر مواد ساینده است. و این مواد ساینده است كه فولاد را می‌برد، نه آب! عمر نازل برش‌كاری به اشتباه خیال می‌شود كه عمر نازل خیلی مهم و حساس است و این در حالی است كه عمر قسمت نازل دستگاه اهمیت آن چنانی ندارد و آنچه كه مهم است عمر تیوپ مخلوط‌كننده مواد ساینده با آب است.

Orifice یا jewelها ارزان هستند و اصلاً قابل قیاس با تیوپ مخلوط کننده نمی‌باشد. Jewelها قسمت نازل یا دهانه خروجی آب است كه از جنس لعل یا یاقوت می‌باشد تقریباً ارزان و حدود 15 تا 50 دلار می‌باشند و این در حالی است كه قیمت تیوپ مخلوط‌كننده 100 تا 200 دلار می‌باشد (قیمتها براساس سال 2006 میباشد). Jewelها نوعاً در اثر رسوبات معدنی موجود در آب آسیب می‌بینند كه البته این رسوبات قابل برداشت می‌باشند. Jewel از جنس یاقوت قرمز و آبی تقریباً یكسان هستند و تفاوتشان فقط در رنگشان است. علت رنگ قرمز rubyها به علت درصد بالای كرم موجود در آنها بوده و در مقابل sapphireها علت رنگ آبی، درصد بالای آهن موجود در آنها است ولی هر دو سنگ یاقوت معدنی می‌باشند. اما اگر هنوز عمر مفید نازل برای شما خیلی مهم است می‌توانید بجای نازل از جنس یاقوت قرمز یا آبی، از نازل الماسه استفاده كنید ولی بهتر است فعلاً از یك سامانه مناسب *****اسیون آب استفاده كنید. مدت كاركرد مفید تیوب مخلوط‌كننده برای روشن شدن موضوع بدانید استفاده از یك تیوب مخلوط‌كننده كهنه و آسیب دیده در اثر كاركرد مانند بكارگیری یك تیغچه الماسه كند شده می‌باشد. این مشكل است كه بگوییم چه وقت یك تیوب كاملاً آسیب دیده و قابل كاربرد نمی‌باشد. اما این مهم است كه ساییدگی در تیوب باعث كاهش كارآیی ماشین‌كاری می‌گردد. برای كارهای دقیق بهتر است از یك تیوب جدید استفاده نمود. عمر مفید تیوب به پارامترهای زیادی بستگی دارد، به عنوان مثال نوعاً از 20 تا 100 ساعت می‌تواند عمر مفید متوسط فرض شود. البته با توجه به شرایط ممكن است از این زمان سریع‌تر یا كندتر نیز سایش اتفاق بیفتد كه البته باز به شرایط كاری بستگی دارد. هزینه اصلی عملیاتی چیست؟ وقتی هزینه‌هایی از قبیل تیوب اختلاط و دهنه‌های نازل كه قطعات گران‌قیمت و فرسایشی هستند را مورد توجه قرار می‌دهید بایستی هزینه كل عملیات را نیز در نظر گرفته و آن را با سودمندی و قدرت تولید دستگاه مقایسه كنید وقتی شما چنین مقایسه‌ای را انجام دهید خواهید دید كه دستگاه جت مواد ساینده شاید سودآورترین دستگاه در كارگاه شما باشد.توجه داشته باشید كه قیمت ساعت كار دستگاه بین 20 تا 35 دلار متغیر است. البته كارگاه‌هایی نیز مشاهده شده‌اند كه به علت انجام كارهای فوق‌العاده دقیق، ساعت كار دستگاهشان بین 500 تا 2000 دلار می‌باشد. البته كمی غیر عادی نیز می‌باشد و همچنین كارگاه‌هایی نیز دیده می‌شوند كه كارهایی انجام می‌دهند كه انجام آنها با سایر روش‌ها یا تقریباً غیر ممكن و یا با استفاده از روش‌هایی كه بتواند جایگزین جت مواد ساینده شود، خیلی گران می‌شود. تلرانس‌ها و دقت‌های قابل دستیابیجهت تولید قطعات دقیق نیاز به دستگاه دقیق نیز می‌باشد. البته پارامترهای دیگری نیز وجود دارند كه مهم و قابل توجه می‌باشند. یك میزكار دقیق در دقت كار تاثیر دارد. فاكتور اصلی در دقت و تلرانس، نرم‌افزار دستگاه است نه سخت‌افزار آن! تلرانس قابل دستیابی به مقدار زیادی به مهارت استفاده كننده بستگی دارد. اخیراً پیشرفت‌های مهمی در خصوص كنترل فرآیند جهت دستیابی به تلرانس‌های بالاتر صورت گرفته است. دستگاه 10 سال پیش دارای تلرانس كاری بین 060/0 تا 10/0 اینچ بوده است و لیكن امروزه دستگاه‌هایی تولید شده‌اند كه قادرند قطعاتی با تلرانس 002/0 اینچ تولید كنند.

xxldlhlmjo__276_300_Waterjet%20Intensifier%20Pump.jpg

پمپ تشدید کننده پیشرفته و جدید سرعت آب،

(از این پمپ برای برش دادن ضخامتهای مختلف و بالا بردن دقت برش استفاده می شود)

پایین، نمای درونی نحوه کارکرد پمپ تشدیدکننده سرعت آب

xxldlhlmjo__276_300_Waterjet%20Intensifier%20Pump.jpg

جنس قطعه كارمواد سخت‌تر نوعاً پس از برشكاری كمتر taper شده‌اند و این مسئله در تعیین میزان تلرانس قابل دستیابی، قابل توجه است. ضخامت قطعه كارهنگامی كه ضخامت قطعه كار افزایش می‌یابد، كنترل رفتار خروجی جت‌ ساینده در محلی كه از قطعه كار خارج می‌شود، مشكل می‌گردد و هر چه ضخامت قطعه كار افزایش یابد، میزان شیب‌دار شدن و احتمال لب‌پریدگی افزایش می‌یابد. دقت و پایداری میزكار میزكارواضح است است دقت بالاتر وقتی حاصل می‌شود كه حركت میز دقیق‌تر و قابل كنترل‌تر باشد. ارتعاشات بین سیستم حركتی و قطعه كار و ضعف در كنترل سرعت و تغییر ناگهانی در وضعیت دستگاه می‌تواند باعث بروز عیب در قطعه كار گردیده كه اغلب witness marks نامیده می‌شود .شکل زیر قطعات تولید شده توسط این روش را نشان میدهد.كنترل جت مواد سایندهچون اساساً ابزار برشی یك جریانی از آب پر فشار همراه با مواد ساینده است؛ هنگام خروج از قطعه كار حالت اریبی شكل بوجود می‌آید، لذا جهت حصول تلرانس و دقت لازم بایستی این عقب‌افتادگی با كنترل مناسب جبران گردد. این مسلئه عقب‌افتادگی (lag) می‌تواند در موارد ذیل بروز اشكال نماید:

1- در اطراف منحنی‌ها هنگامی كه جت می‌خواهد از یك مسیر منحنی شكل عبور نماید، lag باعث شیب‌دار شدن می‌گردد، بنابراین برای جلوگیری از این امر بایستی سرعت حركت خطی مسیر برش را پایین آورد و اجازه داد كه قسمت انتهایی جت و قسمت ابتدایی آن كه این دو مابین محل ورود جت و محل خروج آن از قطعه كار قرار دارد در یك راستا قرار گرفته و از شیب‌دار شدن آن جلوگیری گردد. 2- گوشه‌های داخلی هنگامی كه جت وارد یك گوشه داخلی از مسیر برش می‌گردد باید سرعت پیشروی را پایین آورد تا عقب‌افتادگی قسمت انتهایی جت جبران شده و مسیر برش صاف و بدون شیب‌دار شدن تولید شود در غیر این صورت احتمال افزایش شعاع گوشه وجود خواهد داشت. همچنین پس از اتمام ماشینكاری گوشه‌ها و رسیدن به خط مستقیم نباید سرعت پیشروی یك مرتبه افزایش یابد زیرا این عمل باعث پس زدن ناگهانی جت و آسیب‌دیدگی قطعه كار می‌گردد. 3- میزان پیشروی هنگامی كه سرعت پیشروی كاهش داده می‌شود، عرض مسیر برش، مقدار اندكی افزایش می‌یابد. 4- شتاب هر گونه حركت ناگهانی از قبیل تغییر در میزان پیشروی به طور ناگهانی باعث آسیب‌دیدگی قطعه كار می‌گردد. لذا باید برای كارهای فوق‌العاده دقیق، شتاب به خوبی كنترل گردد. 5- فاصله نازل تا قطعه كار برخی از نازل‌ها نسبت به برخی دیگر باعث شیب‌دار شدن بیشتری در مسیر برش می‌گردد. نازل‌های بلندتر معمولاً شیب كمتری ایجاد می‌نمایند، كاهش فاصله نازل تا سطح قطعه كار باعث كمتر شدن شیب می‌گردد. 6- عرض برش عرض برش كه همان قطر یا عرض پرتو جت می‌باشد، مشخص می‌كند كه تا چه حد شما می‌توانید گوشه‌هایی تیز و با حداقل شعاع گوشه تولید نمایید. تقریباً كوچكترین قطر پرتو جت تولید عرض برشی به پهنای 030/0 اینچ می‌نماید. دستگاه‌هایی با قدرت عملیاتی بالاتر نیازمند نازل‌های بزرگتری می‌باشد زیرا حجم آب و مواد ساینده نیز بیشتر خواهد بود. 7- ثبات فشار پمپ تغییرات در فشار پمپ واترجت می‌تواند باعث ایجاد اثراتی بر روی قطعه نهایی گردد. بنابراین لازم است كه در حین انجام عملیات طوری برنامه‌ریزی گردد كه تغییرات فشار پمپ به حداقل رسیده تا از ایجاد اثرات نامطلوب بر قطعه كار جلوگیری شود و این موضوع بخصوص در مواردی كه تلرانس مورد نظر در حدود 005/0 اینچ باشد، رعایت این مسئله الزامی است پمپ‌های قدیمی‌تر اغلب بیشتر باعث بروز چنین مشكلاتی می‌شدند ولیكن پمپ‌هایی كه با استفاده از سیستم میل‌لنگ كار می‌كنند باعث توزیع فشار یكنواخت‌تر و منظم‌تر می‌گردند. 8- تجربه اپراتور با توجه به فاكتورهای ذكر شده سیستم جت مواد ساینده قادر است قطعات را با تلرانسی از 020/0 اینچ تا 001/0 اینچ تولید نماید. امتیاز و برتری یك دستگاه جت مواد ساینده نسب به نوع مشابه خود، در سهولت دستیابی به تلرانس‌های مذكور می‌باشد در صورتی كه نازل بتواند در هر موقعیت لازم نسبت به محورهای X و Y با تلرانس 01/0 اینچ قرار گیرد، بنابراین شما می‌توانید قطعه‌ای با ضخامت 5/0 اینچ را با تلرانس 002/0 اینچ تولید نمایید. علاوه بر مطالب فوق، تجربه اپراتور نیز حائز اهمیت می‌باشد.

  • Like 2
لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
رفتن به فهرست موضوع ها
×
×
  • اضافه کردن...