تقنية القطع بالماء النفاث. قطع اتيرجيت

يعد قطع المعدن بنفث الماء أحد الطرق الرئيسية لقطع المعادن ، والتي بدونها لا تستطيع صناعة المعادن القيام بذلك. هناك مجموعة متنوعة من آلات القطع بقوة دفع الماء ، والتي غالبًا ما تتفوق على آلات القطع بالبلازما من حيث جودة المعالجة.

وتجدر الإشارة إلى أن القطع بنفث الماء مطلوب ليس فقط في مجال الهندسة الميكانيكية. لأول مرة ، تم استخدام طريقة معالجة المعادن هذه من قبل شركة تصنيع الطائرات الأمريكية ومنذ ذلك الحين تم استخدامها على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.

ميزات قطع اتيرجيت

تلعب تقنية القطع بنفث الماء دورًا مهمًا في معالجة قطع العمل ذات الجدران السميكة من أنواع مختلفة من المعدن. يلاحظ الخبراء الدور الخاص لآلات القطع بنفث الماء في إنشاء أنابيب بأقطار وأنواع مختلفة. تسمح هذه التقنية بمعالجة المعدن بطريقة لا توجد بها مقاييس وعواقب أخرى للقطع على قطع العمل.

على الرغم من التكلفة العالية نسبيًا للأجهزة من هذا النوع ، إلا أنها سهلة الاستخدام ولا تتطلب عقدًا إضافية لتثبيت قطع العمل. بالإضافة إلى ذلك ، عند العمل مع ماكينات دفع الماء ، لا يتم تكوين سحب من الغبار من مخلفات الإنتاج. نظرًا لعدم وجود أداة القطع فعليًا ، فلا داعي لاستبدالها أو مراقبة حدتها.

يتم إجراء القطع الكاشطة للمعادن بواسطة نفاثة من الماء وعناصر كاشطة. هذا لا يسمح بإبطاء سرعة معالجة المواد ، حتى لو كانت ذات أبعاد ملحوظة للغاية.

تتيح لك الدقة والتنوع في القطع بنفث الماء العمل ليس فقط مع المعادن ، ولكن أيضًا مع الأجزاء الزجاجية والبلاستيكية والخشبية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معدات القطع بنفث الماء آمنة للاستخدام ويمكن تركيبها في أي صناعة تقريبًا.

تصنيف الجهاز

غالبًا ما يتم تقسيم آلات Waterjet إلى آلات يدوية وآلات تحكم رقمي (CNC).

يؤثر تصميم آلات الكشط لقطع المعادن بشكل كبير على خصائصها التقنية وقدرتها على الإنتاج.

الأجهزة اليدوية

يتم التحكم في الماكينات التي لا تعمل بنظام CNC بالكامل بواسطة المشغل ، الذي يحدد جميع المعلمات للمعالجة المستقبلية للأجزاء. بالإضافة إلى ذلك ، سيتعين على المشغل تنفيذ مراحل معينة من العمل باستخدام الفراغات بمفرده. لكن هذه الأجهزة لها عدد من المزايا:

1. سعر منخفض نسبيًا.
2. نفس جودة قطع اتيرجيت التيتانيوم والألومنيوم ومواد أخرى.
3. سهولة العناية والإدارة والتي لا تتطلب من المشغل امتلاك معرفة وخبرة كبيرة في مجال تشغيل المعادن.
4. عدد كافٍ من الوظائف التي تسمح لك بإنشاء أجزاء بسيطة بأشكال هندسية منتظمة.

ماكينات CNC

رقمي البرمجيات، المثبتة على آلات اتيرجيت ، تزيد بشكل كبير من وظائفها وكفاءة الإنتاج. تتيح لك ماكينات CNC معالجة جميع أنواع الفراغات المعدنية بجودة عالية والقيام بذلك بدقة عالية. تتمتع الأجهزة الآلية بالمزايا التالية:

• يتيح لك البرنامج إنشاء ثقوب بالقطر المطلوب في قطع العمل.
• بعد الانتهاء من جميع العمليات الثابتة ، لا يحتاج الجزء إلى معالجة إضافية.
• يتيح لك البرنامج تحديد وضع معالجة فردي لكل قطعة عمل. سيحدد الجهاز نفسه مؤشرات التدفق الضرورية وغيرها من المعلمات.
• يمكن لآلات CNC التحكم في جودة القطع وتغييرها بشكل مستقل وفقًا للبرنامج المحدد وتسلسل إجراءات الماكينة.

في الوقت نفسه ، يحتوي هذا الجهاز على عدد من العيوب المهمة. أولاً ، تتجاوز تكلفة ماكينة الدفع النفاث CNC سعر نظيرتها اليدوية بشكل كبير. ثانيًا ، من أجل ضبط معلمات العمل المنجز بشكل صحيح ، يجب أن يكون لدى المشغل معرفة معينة في مجال تشغيل المعادن وخبرة في إنشاء الأجزاء على الآلات المؤتمتة.

نطاق وميزات الأداء

تعتبر ماكينات Waterjet الأداة الأكثر ملاءمة لقطع المعادن ، ولكنها تستخدم على نطاق واسع لأغراض أخرى. فيما يلي الاستخدامات الأكثر شيوعًا لهذه الأجهزة:

1. تتيح لك آلات CNC إنشاء أشكال هندسية معقدة للغاية دون تحكم ومشاركة مستمرين من المشغل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البرنامج المثبت على مثل هذه الآلة يحسن بشكل كبير من دقة عملها.
2. لا تتطلب الفراغات النهائية طحنًا إضافيًا وأنواعًا أخرى من التشطيب. يمكن أن يتم العمل بزاوية الميل المطلوبة ولن يؤثر ذلك على الجودة.
3. تتيح لك تقنية القطع الكاشطة العمل بأجزاء ذات سمك كبير. إلى عن على معادن مختلفةستكون المؤشرات مختلفة. على سبيل المثال ، بالنسبة للتيتانيوم - 1.5-2 سم والنحاس - 5 مم.
4. بمساعدة آلات الكشط ، يتم إنشاء عناصر التصميم والزخارف المختلفة ، ولكن لهذا الغرض يتم استخدام تعديلات خاصة لأجهزة الكشط المائي.

يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على إمداد المياه تحت ضغط عالٍ. بالإضافة إلى الماء ، يتم استخدام رمل العقيق لقطع اتيرجيت. يتم تخزين الماء والمكونات الإضافية في حاويات منفصلة ويتم خلطها فقط أثناء عملية القطع في نفاثة واحدة. تتشابه جودة أجزاء معالجة مثل هذا الجهاز إلى حد كبير مع قطع المعادن بالليزر. يتيح لك ضبط معلمات النفاثة معالجة قطع العمل بالزوايا المطلوبة.

فيديو: التقطيع بالماء بدقة مشرط - تقطيع معادن بنفث الماء.

تشغيل الآلة وخصائص تصميمها

هيكل هذا الجهاز يكاد يكون من المستحيل صنعه بيديك وفي المنزل. علاوة على ذلك ، حتى الآلات من الشركات المصنعة التي لم يتم التحقق منها يمكن أن تكون خطرة في الاستخدام أو ببساطة ذات جودة رديئة. سيؤثر هذا على معالجة الفراغات وعمر المنتج.

ولكن حتى آلات دفع الماء عالية الجودة تتطلب رعاية شخصية عالية الجودة. بادئ ذي بدء ، يجب الانتباه إلى العناصر الهيكلية والمواد الاستهلاكية البالية.

تجدر الإشارة إلى أن الآلات القوية تستهلك كمية كبيرة إلى حد ما من المواد الكاشطة في بضع دقائق من التشغيل ، لذلك يجب تغييرها كثيرًا نسبيًا. ستجد في التعليمات الخاصة بأي جهاز معلومات حول الجسيمات الدقيقة الأفضل استخدامًا من أجل العمل بأقصى قدر من الكفاءة.

يوصى بإيلاء اهتمام خاص لجودة المياه المستخدمة أثناء العمل بالجهاز. قبل الاستخدام ، يخضع السائل لترشيح خاص وبعد ذلك يتم استخدامه في عملية معالجة الأجزاء. يؤثر استخدام المياه منخفضة الجودة سلبًا على قطع قطع العمل ومدة تشغيل الماكينة نفسها.

في أغلب الأحيان ، في الأجهزة من هذا النوع ، تنكسر آلية الإمداد الكاشطة وأنابيب التوجيه. من العناصر المهمة في هذا الجهاز المضخة ، والتي بدونها لن يكون من الممكن الحفاظ على الضغط الطبيعي داخل الماكينة ، مما سيؤثر سلبًا للغاية على جودة المعالجة.

إن القول المشهور بأن الماء يبتلع الحجر صامت بشأن حقيقة أنه يقطع المعدن أيضًا ، وليس لمئات السنين ، ولكن على الفور. لقد قيل الكثير عن قطع المعادن بيديك باستخدام البلازما - الماء الذي يتحول تحت تأثير الكهرباء إلى قوس بلازما. ولكن هناك طريقة أخرى تعطي قصًا أنظف لا يحتاج إلى إنهاء - هذا هو. سيعطي فصل الجزء بالماء دون تحضير خاص للسائل حوافًا أقل سلاسة لقطع العمل ، ثم سيتعين عليك معالجتها بشكل إضافي باستخدام يديك باستخدام الأدوات باستخدام القوة. شريطة أن يتم استخدام خليط الرمل المائي المزود تحت الضغط لقطع المعادن التي يصل سمكها إلى 20 سم ، فمن الأفضل ألا تحتاج حواف قطع العمل إلى مزيد من المعالجة. ومجرد عملية تحضيرية هي تصفية المياه.

مزايا المياه النفاثة

تم تطوير قطع اتيرجيت لتصنيع قطع غيار الطائرات. بعد ذلك ، سميت هذه الطريقة بأنها الأفضل في معالجة المواد والفولاذ المقاوم للصهر. الآن يتم استخدامه في المصانع حيث تعمل معدات CNC. لا تقل أهمية قطع المياه عن ورش تصليح السيارات وتصنيع الأدوات المنزلية بأيديهم ، حيث يتم استخدام المعدات بدون مثبتات.

يعطي التشغيل بدرجة حرارة منخفضة مزايا في معالجة الفولاذ. ينتج عن قطع المعدن بالبلازما أو الغاز تسخين قوي للمعدن ، مما يؤدي إلى الأكسدة والآثار الجانبية الأخرى (اعتمادًا على الخصائص الفردية للمعدن). قد يؤدي التأثير على المعدن من جزيئات الكشط المزودة تحت ضغط عالٍ بالماء إلى تسخين الصفيحة وانصهارها ، لكن القطع سريع جدًا بحيث لا يمكن مقارنته إلا من حيث نظافة القطع بالليزر ، وفي شروط السرعة مع شعلة البلازما. يعد تسخين السطح المعالج أثناء التشغيل مناسبًا - فهو غير مهم لدرجة أنه لا يوجد مقياس. حيث لا يوجد اعتماد على حجم الجهاز وطريقة العمل - دون تدخل بشري أو قطع بواسطة المعدات على التحكم اليدوي.

من اللحظات الممتعة عند القيام بعمل افعلها بنفسك أن الجهاز لا ينتج أي روائح قوية ودخان وغبار. ليست هناك حاجة أيضًا للاحتفاظ بأدوات القطع الاحتياطية في متناول اليد ، فهذه المعدات تعمل بدون قواطع صلبة - فقط الرمال الناعمة جدًا بالماء. المشرط الذي يفصل القطع السميكة من المعدن بدقة جراحية هو دخول الماء إلى الفوهة تحت الضغط ، وعند مخرج الفوهة يكون مشبعًا بالجسيمات الدقيقة الكاشطة ، مع خلط فوري يتم الحصول على خليط تقطيع قوي.

يتم تنفيذ دورة القطع بأكملها ، سواء في معدات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في المصنع أو بأيديكم على آلة تقليدية ، في مرحلة واحدة. يتم قطع المواد الرقيقة والسميكة والحرارية والمطيلة بنفس السرعة دون أي قيود. آلات لها القدرة على معالجة عدة أجزاء في نفس الوقت - هذه فرصة لإجراء المعالجة اللازمة للمعدن والزجاج والبلاستيك والمطاط في أقصر وقت ممكن ، نظرًا لعدم وجود حاجة لإعادة تكوين الجهاز . الأجزاء المصنوعة من مواد مختلفة الصلابة ، إذا لزم الأمر ، ستتم معالجتها في دورة عمل واحدة.

عند معالجة المواد بيديك ، يكون من المربح معالجتها واحدة تلو الأخرى من حيث توفير الوقت الذي كان سيستغرق لإصلاح المواد على سطح العمل ، وسيكون الجزء المدمج ، الذي يتكون من عدة مواد مختلفة تمامًا ، قطع سهل ودقيق باستخدام خليط مائي عالي الضغط.

تطبيق آلات القطع بنفث الماء

تستخدم المعدات التي تعمل على نظام التعليق المائي من أجل:

1. القطع الفني للمعادن بالماء ، ومواد أخرى بمختلف المواصفات الفنية. يمكن قص الأجزاء الرقيقة والعريضة ليس فقط بزوايا قائمة. لن يؤثر تغيير ميل مادة القطع على نظافة الحواف المقطوعة. لا تتطلب أي من المواد التي تقطعها هذه المعدات مزيدًا من المعالجة ، فالجزء الموجود أسفل القاطع الهيدروليكي يخرج منتهيًا بنسبة 100٪.
2. من الأفضل القيام بالعناصر الأكثر تعقيدًا التي تتكرر في العديد من الأجزاء والأجزاء التي تتطلب دقة متزايدة في آلة قطع المياه القابلة للبرمجة. برنامج الحاسب أفضل من الرجلالتعامل مع المهام الدقيقة لتصنيع الأجزاء التي لا تتسامح مع الانحرافات. بالنسبة للإبداع وتصنيع العناصر التي لا تشارك في الوحدات الميكانيكية المعقدة ، فإن المعدات اليدوية مناسبة تمامًا.
3. الحد الأقصى لسمك المعدن للتقطيع بالماء ، كما ذكرنا سابقًا ، هو 200 مم ، لكن هناك استثناءات. يمكن لنظام التعليق المائي أن يقطع النحاس فقط بسمك 5 مم ، وسبائك حرارية حتى 12 مم ، وتيتانيوم يصل سمكه إلى 17 مم. إذا نظرت إلى نطاق هذه المعادن وتكلفتها ، فإن الخسارة ليست كبيرة.
4. إذا كان من الضروري عمل زخرفة من النحاس أو النحاس الأصفر بيديك ، تتم إزالة الطبقة العليا على مراحل. لذلك يمكن عمل استراحة بمقدار 1 سم في تمريرتين بدلاً من واحدة. كما يقول النحاتون الذين يعملون على تحفة فنية بإزميل ، قم بقطع كل شيء غير ضروري. نفس مبدأ التشغيل مع عنصر القطع بنفث الماء. من أجل الاستنساخ الدقيق للجزء ، من الأفضل استخدام آلة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر.

تعمل الآلات غير CNC على التحكم اليدوي ، ويتم إعداد آلة القطع بالكامل من قبل المشغل ، مما قد يؤدي إلى بعض الأخطاء إذا تم ضبط زاوية القطع بشكل غير صحيح. لكن مثل هذه الآلة لا تتطلب أي معرفة محددة. إنه أرخص بكثير من نظيره الذي يتحكم فيه الكمبيوتر. معدات وظيفية قليلة ، يمكنك معرفة إعداداتها بسرعة كافية. يمكن عمل خطوط بسيطة ومعقدة وكذلك الأشكال الهندسية القياسية على هذه الآلة من قبل الجميع ، وذلك بعد معرفة وجيزة بجهاز الماكينة ، واحتياطات السلامة ، وطريقة ملئها بالماء بمادة الكشط الرملي ، وطريقة تغيير زاوية القطع.

يكمن تفرد تقنية القطع بنفث الماء في حقيقة أنه يمكن استخدامها لقطع أي نوع من المواد تقريبًا. من المهم ملاحظة أن القطع بنفث الماء هو بديل ليس فقط للقطع الميكانيكي ، ولكن أيضًا للقطع بالليزر والبلازما والموجات فوق الصوتية ، وفي بعض الحالات يكون الخيار الوحيد الممكن.

في القطع بنفث الماء ، تتم معالجة المواد بنفث مائي رقيق فائق السرعة. لزيادة القوة التدميرية لنفث الماء ، تتم إضافة جزيئات من مادة شديدة الصلابة - مادة كاشطة - إليها. في بعض الأحيان تسمى معدات اتيرجيت "اتيرجيت" ، "قطع اتيرجيت" ، "واتيرجيت" ، "جار" أو "اتيرجيت". في الصناعة ، تم استخدام هذه الآلات منذ عام 1982 ، وظهرت نماذجها الأولية في عام 1970.

ما هو جوهر عملية القطع بنفث الماء؟ إذا تم ضغط الماء العادي تحت ضغط حوالي 4000 ضغط جوي ، ثم مر عبر ثقب بقطر أقل من 1 مم ، فسوف يتدفق بسرعة تتجاوز سرعة الصوت بمقدار 3-4 مرات. عند توجيهها إلى قطعة العمل ، تصبح نفاثة الماء هذه أداة قطع. مع إضافة الجزيئات الكاشطة ، تزداد قدرتها على القطع مئات المرات ، وهي قادرة على قطع أي مادة تقريبًا.

تعتمد تقنية القطع بنفث الماء على مبدأ التآكل (الكاشطة) لمادة الكاشطة ونفث الماء. تعمل جزيئات المرحلة الصلبة عالية السرعة الخاصة بهم كناقلات للطاقة ، وعند ضرب جزيئات المنتج ، تمزق وإزالة الأخيرة من تجويف القطع. يعتمد معدل التآكل على الطاقة الحركية للجسيمات العاملة وكتلتها وصلابتها وشكلها وزاوية تأثيرها ، وكذلك على الخواص الميكانيكيةالمواد المجهزة.

تقنية القطع

يتم إمداد رأس القطع بالمياه التي يتم ضخها بواسطة مضخة إلى ضغط مرتفع للغاية يصل إلى 1000-6000 ضغط جوي. يتم الهروب من خلال فوهة ضيقة (فوهة) يبلغ قطرها عادةً 0.08-0.5 مم بسرعات عبر الصوت أو فوق صوتية (تصل إلى 900-1200 م / ث وما فوق) ، تدخل نفاثة الماء إلى غرفة الخلط ، حيث تبدأ في الاختلاط مع مادة الكشط الجسيمات - رمل العقيق ، وحبيبات البورون الكهربائي ، وكربيد السيليكون أو مواد أخرى شديدة الصلابة. يخرج النفث المختلط من أنبوب الخلط بقطر داخلي يبلغ 0.5-1.5 مم ويقطع المواد. في بعض نماذج رؤوس القطع ، يتم إدخال المادة الكاشطة في أنبوب الخلط. لإطفاء الطاقة المتبقية للطائرة ، يتم استخدام طبقة من الماء ، كقاعدة عامة ، بسمك 70-100 سم.

يتم استخدام مواد مختلفة مع صلابة موس من 6.5 كمادة كاشطة. يعتمد اختيارهم على نوع قطعة العمل وصلابتها ، ويجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أن مادة الكشط الأكثر صلابة تآكل مكونات رأس القطع بشكل أسرع.في قطع اتيرجيت ، يتم إنشاء القدرة التدميرية للطائرة إلى حد كبير بسبب المواد الكاشطة ، ويقوم الماء بشكل أساسي بوظيفة النقل. يتم تحديد حجم الجسيمات الكاشطة بما يعادل 10-30٪ من قطر نفاثة القطع لضمان تأثيرها الفعال وتدفقها المستقر. عادةً ما يكون حجم الحبيبات 0.15-0.25 مم (150-250 ميكرومتر) ، وفي بعض الحالات - حوالي 0.075-0.1 مم (75-100 ميكرومتر) ، إذا كنت ترغب في الحصول على سطح مقطوع بخشونة منخفضة. يُعتقد أن الحجم الأمثل للمادة الكاشطة يجب أن يكون أقل من القيمة (ds.t. - dv.s.) / 2 ، حيث ds.t. - القطر الداخلي لأنبوب الخلط ، dv.s. - the القطر الداخلي لفوهة الماء.

مجال التطبيق النموذجي لتقنيات قطع المياه

المياه النفاثة	قطع اتيرجيت
الجلود والمنسوجات واللباد (الأحذية والجلود وصناعة النسيج)	صفائح من الفولاذ والمعادن
منتجات البلاستيك والمطاط (صناعة السيارات)	الأجزاء المعدنية المختلفة (المسبوكات ، التروس ، إلخ)
اللوحات الإلكترونية	سبائك الألومنيوم والتيتانيوم وغيرها ، والمواد المركبة ، والبلاستيك سميك الجدران (صناعة الطيران والفضاء)
مواد مغلفة (صناعة الطيران والفضاء)	الخرسانة والخرسانة المسلحة والجبس وأحجار الرصف الصلبة ، إلخ. مواد بناء
مواد عازلة للحرارة وختم وخفض الضوضاء	الحجر والجرانيت والرخام ، إلخ.
الأطعمة - الأطعمة المجمدة والأطعمة الكثيفة والشوكولاتة والمخبوزات وما إلى ذلك.	زجاج ، زجاج مصفح ، سيراميك
ورق كرتون	مواد مركبة ، مواد مطلية
خشب	خشب
ثيرمو ودوروبلاست	البلاستيك المقوى

تطبيقات نموذجية لبعض المواد الكاشطة في القطع

اسم	النطاق النموذجي
رمل العقيق (يتكون من اكسيد الالمونيوم Al 2 O 3 ورمل الكوارتز SiO 2 وأكسيد الحديد Fe 2 O 3 ومكونات أخرى)	تستخدم على نطاق واسع لقطع المواد المختلفة ، وخاصة سبائك الفولاذ عالية الجودة وسبائك التيتانيوم
حبيبات الكوراندوم الكهربائي (تتكون أساسًا من أكسيد الألمونيوم Al 2 O 3 ، بالإضافة إلى الشوائب) أو أنواعه المختلفة	مواد اصطناعيةمع صلابة موس عالية جدا. تستخدم لقطع الفولاذ والألمنيوم والتيتانيوم والخرسانة المسلحة والجرانيت وغيرها من المواد
حبيبات كربيد السيليكون (SiC) - خضراء أو سوداء
رمل الكوارتز (SiO 2)	قطع الزجاج
جزيئات خبث السيليكات	قطع البلاستيك المقوى بالزجاج أو ألياف الكربون

المزايا والعيوب والخصائص المقارنة

يمكن قطع أي مادة تقريبًا باستخدام نفاث الماء أو نفاث الماء. في هذه الحالة ، لا تحدث أي تشوهات ميكانيكية لقطعة العمل (حيث أن قوة تأثير الطائرة النفاثة هي فقط 1-100 نيوتن) ، ولا تشوهاتها الحرارية ، لأن درجة الحرارة في منطقة القطع هي حوالي 60-90 درجة مئوية. وبالتالي ، بالمقارنة مع تقنيات المعالجة الحرارية (أكسجين ، بلازما ، ليزر ، إلخ) ، يتميز القطع بنفث الماء بالمزايا المميزة التالية:

• جودة قص أعلى بسبب الحد الأدنى من التأثير الحراري على قطعة العمل (بدون ذوبان أو ذوبان أو احتراق الحواف) ؛
• إمكانية قطع المواد الحساسة للحرارة (عدد من الحرائق والمتفجرات ، مغلفة ، مركبة ، إلخ) ؛
• النظافة البيئية للعملية ، والغياب التام لانبعاثات الغازات الضارة ؛
• الانفجار والسلامة من الحرائق للعملية.

نفاثة الكشط المائي قادرة على قطع المواد التي يصل سمكها إلى 300 مم وأكثر. يمكن إجراء القطع على طول محيط معقد بدقة عالية (تصل إلى 0.025-0.1 مم) ، بما في ذلك معالجة المنتجات السائبة. مع ذلك ، يمكنك عمل الحواف. انها فعالة ل سبائك الألومنيوموالنحاس والنحاس الأصفر ، بسبب الموصلية الحرارية العالية التي تتطلب طرق القطع الحراري مصادر تسخين أكثر قوة. بالإضافة إلى ذلك ، يصعب قطع هذه المعادن بالليزر نظرًا لقدرتها المنخفضة على امتصاص إشعاع الليزر.

تشمل عيوب القطع الكاشطة بالماء ما يلي:

• سرعة قطع أقل بكثير للفولاذ بسمك صغير مقارنة بقطع البلازما والليزر ؛
• ارتفاع تكلفة المعدات وتكاليف التشغيل المرتفعة (نموذجي للقطع بالليزر) بسبب استهلاك المواد الكاشطة والكهرباء والمياه واستبدال أنابيب الخلط وفوهات المياه والأختام التي يمكنها تحمل الضغط العالي ، فضلاً عن تكاليف التخلص من النفايات ؛
• زيادة الضوضاء بسبب انتهاء صلاحية الطائرة بسرعة تفوق سرعة الصوت (نموذجي لقطع البلازما).

لماذا لا يستخدم الجميع ماكينات GAR؟

إذا كانت ماكينات GAR تتمتع بالعديد من المزايا الواضحة ، فلماذا لا يستخدمها الجميع في مؤسستهم؟ لا تكمن الإجابة في عملية القطع بالمواد الكاشطة ، ولكن في القدرة على التحكم في هذه العملية. حتى الآن ، يتطلب استخدام التركيبات أن يكون لدى المستخدم القدرة على البرمجة ومهارات عامل متمرس.

يجب أن تتغير السرعة الخطية لفوهة آلة GAR اعتمادًا على التغييرات في شكل الأجزاء. قد تؤدي السرعة العالية جدًا أو تغييرها المفاجئ إلى انخفاض جودة المعالجة. في الماضي ، كانت تطبيقات Waterjet تتطلب إعدادًا يدويًا للبرامج من أجل التحكم في سرعة رأس القطع.

ومع ذلك ، حتى أكثر أفضل برنامجيتطلب مشغلين ذوي خبرة للحفاظ على المنشآت ، الذين يمكنهم التحكم في سرعتها. عندما تتحرك نفاثة المواد الكاشطة على طول خط القطع ، قام المشغل بضبط سرعة الفوهة وبالتالي تحسين العملية.

كان للسرعة العالية جدًا تأثير سلبي على جودة ودقة الحافة. دقة منخفضة للغاية وزيادة الوقت. إذا مرت فوهة GAR عبر الزاوية بسرعة كبيرة ، فقد يكون لها تأثير سيء على شكل وجودة القطع.

نتيجة لذلك ، تم استخدام آلات القطع بنفث الماء في الإنتاج الضخم الذي لا يتطلب دقة عالية ، على سبيل المثال ، لإنتاج مئات الأجزاء باستخدام برنامج مثبت جيدًا ، أو لقطع المواد التي لا يمكن معالجتها باستخدام تقنيات أخرى. ظهرت آلات شركة "WaterJet Corp." (إيطاليا) بسّطت هذه العملية إلى حد كبير. أصبحت Waterjet أكثر سهولة وأصبحت المعدات أسهل في التشغيل.

بالإضافة إلى ذلك ، تنتج الشركة منشآت ذات 4 و 5 محاور محكومة (الشكل رقم 1) ، مما يسمح بقطع الأجزاء المعقدة من مادة الألواح. على سبيل المثال: قطع الأجزاء ذات الحواف الداخلية والخارجية على طول أي أسطح منحنية ، وقطع ثقوب مائلة من أي ملف جانبي باستخدام مصفوفة مستقيمة الشكل ومعالجة الأخاديد المنحنية المعقدة.

بالإضافة إلى القطع من 4 و 5 محاور للأجزاء من مادة الألواح ، والتي يتم تنفيذها باستخدام رأس القطع ، تنتج Water Jet آلات للقطع الحجمي بنفث الماء 5 محاور ، والتي لديها القدرة على توجيه تدفق المياه في أي زاوية إلى الطاولة السطح ، بما في ذلك أفقيًا.

أمثلة على المعالجة

أهم 7 أسباب لاختيار آلة القطع بنفث الماء:

آلات قطع المياه النفاثة - لفترة طويلةكانت تعتبر معدات مخصصة فقط للمتخصصين المؤهلين تأهيلا عاليا. ومع ذلك ، على مدى السنوات القليلة الماضية ، تغيرت هذه المعدات كثيرًا. بفضل التقنيات الجديدة ، تقريبًا كل متجر آلة أو مؤسسة التصنيعتستطيع شراء واستخدام نظام قطع بنفث مائي عالي الدقة مع خبرة قليلة أو معدومة. شركة Waterjet Corp. أحدثت ثورة في الصناعة من خلال تقديم أول نظام ميسور التكلفة حقًا يجمع بين قوة التفجير الكاشطة والقطع الدقيقة.

• 1. مجموعة واسعة من المواد المصنعة

يعد القطع بنفث الماء مناسبًا لمجموعة متنوعة من المواد ، بما في ذلك المعادن والسيراميك والمركبات والزجاج والرخام والجرانيت.

• 2. جودة عاليةمعالجة الحافة

بعد القطع على WaterJet Corp. حواف المادة ناعمة مثل السفع الرملي. لا حواف حادة ، نتوءات ، حواف غير مستوية.

• 3. عدم وجود تدفئة أثناء المعالجة

نظرًا لحقيقة أن آلات القطع بنفث الماء تستخدم الماء والمادة الكاشطة ، فإن المادة التي يتم قطعها لا تسخن تقريبًا أثناء عملية القطع. لذلك ، فهو مثالي للمواد التي تتشوه تحت درجة حرارة عالية أو تتفاعل بطريقة أخرى مع الحرارة (مثل التيتانيوم).

• 4. صديقة للبيئة

قطع المعادن بنفث الماء هو تقنية قطع تهيمن الآن على المعادن واللفائف المعدنية و الصناعات الهندسية. حل قطع المعادن بالماء محل البلازما والقطع الكلاسيكي على آلات القطع.

لأول مرة تم تطوير هذه الطريقة وتطبيقها في صناعة الطائرات ، لقطع الألومنيوم في الطائرات. شركة أمريكية، الذي اخترع هذه الطريقة ، بعد إجراء البحث والتحليل ، قدم إحصاءات حول مدى فعالية تطبيق القطع بنفث الماء في الصناعة.

اليوم ، لا يمكن لمصانع بناء الماكينات الكبيرة الاستغناء عن القطع بنفث الماء: فهي تتيح لك تحقيق أقصى قدر من الدقة في إنتاج الأجزاء من الفولاذ والمواد المقاومة للحرارة.

مزايا الطريقة

لا غنى عن قطع المعدن بنفث الماء لتجهيز قطع العمل ذات الجدران السميكة. الحصول على خط قطع عالي الجودة ممكن فقط بهذه الطريقة. يعد استخدام القطع الهيدروليكي مناسبًا عند وضع الأنابيب التي سيكون هناك ضغط عالٍ فيها. بعد القطع ، لن يتبقى أي مقياس أو نتوء على الخط بأكمله ، بغض النظر عن طوله: لا يلزم إجراء معالجة إضافية.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن آلة من هذا النوع أغلى من نظائرها البسيطة. لكن التكلفة الأولية يقابلها السعر لوازموالمثبتات والوحدات الإضافية. ميزة أخرى للعمل مع المكونات الهيدروليكية هي أنه حتى مع العمل الطويل لا توجد شاشة دخان ، لا يطير الغبار في جميع الاتجاهات. بالإضافة إلى ذلك ، لا تحتاج إلى مراقبة مدى حدة أداة القطع واستبدالها وشرائها بشكل دوري معدات اختياريهللشحذ.

في الوقت نفسه ، تسمح لك طريقة اتيرجيت لقطع المعادن بالحفاظ عليها السرعه العاليهالإنتاج بسبب سرعة المعالجة السريعة للفراغات المعدنية. لا تتغير سرعة القطع حتى عند معالجة قطع العمل ذات الجدران السميكة. في الوقت نفسه ، تسمح لك آلة ضخ الماء بمعالجة ليس فقط المعدن ، ولكن أيضًا الزجاج والمطاط والبلاستيك وغيرها من قطع العمل متعددة الطبقات.

الجهاز الرئيسي للآلات

نظرًا لحقيقة أن ماكينات اتيرجيت عالمية الاستخدام ، فإن لديها جهازًا محددًا للغاية يسمح لها بقطع ليس فقط المعادن.

تعتمد هذه التقنية على إمداد الماء تحت ضغط عالٍ من خلال فوهة إلى قطعة العمل بزاوية معينة. يحتوي السائل على مادة كاشطة ، وهي مكون إضافي للقطع. الرمل الأكثر استخدامًا ، يتم سحقه إلى جزيئات دقيقة. قبل التغذية ، يتم خلط الماء وحبوب الرمل في خزان أولي خاص. يتم تغذية الخليط المخلوط جيدًا إلى فوهة الماكينة.

قطع المياه للمعادن

اعتمادًا على البرنامج المحدد ، يتم تغذية النفاثة المشكلة على قطعة العمل. يتم وضع فوهة الفوهة على رأس متحرك يمكن تدويره وإمالته عشوائيًا. لا يمكن مقارنة سرعة القطع بالماء إلا بقاطع البلازما ، لكن الدقة والجودة لا يمكن مقارنتهما إلا مع القطع بالليزر طويل المدى.

النطاق الحديث

لم تتجاوز اتجاهات النمو التقني آلة القطع الكاشطة الهيدروليكية. تسمح المعدات الحديثة من هذا النوع بما يلي:

تشغيل ماكينات CNC

تطور التقدم في قطع المعدن بنفث الماء بسرعة ، وقررت الآلات من هذا النوع تجهيز CNC. رقمي برنامج التحكميسمح بتحقيق دقة أكبر في القطع وتسريع العملية بشكل كبير. بالمقارنة مع عمل الحرفي DIY ، يمكن للآلة التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا قص أشكال أكثر تعقيدًا وقصها بزوايا مختلفة.

تستخدم آلات CNC لصنع الفراغات من مختلف أنواع الفولاذ والألمنيوم والنحاس والبرونز وغيرها من المعادن المستخدمة على نطاق واسع.

يتم التعبير عن مزايا ماكينات CNC بالماء النفاث في مثل هذه اللحظات:

المعدات اليدوية

هناك عدد من آلات اتيرجيت غير المزودة بـ CNC ، وفيها يجب على السيد ضبط معلمات القطع بيديه. هنا ، راحة العمل أسوأ بكثير ، يتم تقليل دقة وجودة المعالجة. تعتمد العديد من العوامل على مدى احتراف مشغل الماكينة. ولكن ، كما هو الحال في أي مكان آخر ، هناك إيجابيات سنراها في هذه القائمة:

• الآلات اليدوية الكلاسيكية أرخص بكثير من المعدات التي يتحكم فيها الكمبيوتر.
• بعد فهم الأزرار والرافعات ، حتى الشخص الذي ليس لديه تعليم متخصص سيكون قادرًا على التعامل مع العمل على هذا الجهاز.
• في مثل هذه المعدات ، من الممكن الحصول على معظم الأجزاء والفراغات البسيطة ذات الأشكال الهندسية البسيطة.
• حتى في الماكينة اليدوية ، من الممكن الحصول على قطع عالي الجودة بزوايا مختلفة ، لقطع المواد كما تتطلب التكنولوجيا.

المواد الاستهلاكية والبناء المستقل للآلة

لكي تعمل آلة ضخ الماء بشكل كامل ، من الضروري فقط استبدال المواد الكاشطة والعناصر البالية في الوقت المناسب ، والتي تفقد مواردها في النهاية. يعتمد معدل استهلاك المواد الكاشطة على سمك المادة التي يتم قطعها: يحدث أيضًا أن الآلة تستهلك حوالي 300 جرام من جزيئات الرمل الدقيقة في الدقيقة.

أثناء معالجة المعدن ذي السماكة القصوى ، سيكون الاستهلاك أكبر ، حوالي 500-600 جم في الدقيقة. تتضمن الأجزاء التي غالبًا ما تتطلب الاستبدال أختامًا متنوعة وعناصر مضخة عالية الضغط. غالبًا ما يفشل الأخير ، حيث تعمل الماكينة دائمًا بضغط عالٍ للغاية ، مما يخلق عبئًا على الأجزاء.

فيما يتعلق ببناء مثل هذه الآلة بمفردك ، هناك مشكلة واحدة يكاد يكون من المستحيل حلها - الجودة المنخفضة للأجزاء المصنوعة يدويًا. الحقيقة هي أن بناء آلة اتيرجيت يتطلب الكثير من الأجزاء والأجزاء الفريدة التي يجب أن يتم طلبها من مخرطة ويتم إنشاؤها بطريقة ما بأيديكم. كقاعدة عامة ، لن يتجاوز عمر خدمة هذه الأجزاء بضعة أيام ، نظرًا للضغط الذي يجب التعامل معه.

نتيجة لذلك ، سيتعين عليك شراء قطع غيار أصلية ، وتجميعات كاملة ، بينما تظل الأجزاء الأخرى محلية الصنع أو مأخوذة من نظائرها. فيما يتعلق بتكاليف المال ، سوف تنفق ما يقرب من تكلفة آلة دفع الماء الجديدة الكاملة ، بالإضافة إلى أنك ستنفق الكثير من الجهد.

تكلفة التركيب الصناعي الجديد لقطع اتيرجيت من 3 ملايين روبل ، ويمكن شراء واحدة مستعملة أرخص بكثير.

فيديو: قطع المعادن بنفث الماء

تستخدم آلات القطع بنفث الماء لمعالجة المعادن والحجر والبلاستيك والزجاج في الصناعات العسكرية والطيران وصناعات الأدوات والهندسة الميكانيكية. يعد القطع باستخدام هذه التقنية عملية فعالة وسريعة تسمح لك بإعادة إنتاج تفاصيل دقيقة من أي مادة تقريبًا.

قدرات الآلة

عند مقارنة الخصائص التقنية لآلات دفع الماء CNC ، يتم استخدام الحجر كمرجع. بعد كل شيء ، من الصعب جدًا معالجتها ولها كثافة عالية. لذلك ، بعد التعامل مع الصخور ، ستقطع المعدات بسهولة أي مواد أخرى.

يتم إخراج المياه بواسطة نفاثة رقيقة تحت ضغط على الحجر الصخور. في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون خط القطع بأي تكوين ، لذلك تتيح لك التقنية إنشاء أنماط وزخارف منحوتة معقدة.

القطع الكاشطة للمعادن قادر على التعامل مع أكثرها معادن قوية- التيتانيوم. من الضروري فقط وضع الإحداثيات الصحيحة في الدماغ الإلكتروني وبدء العملية. يتم تحديد قوة التأثير من خلال مجموعة من الخصائص التالية التي حددها المشغل:

• ضغط نفاث
• توريد المواد الكاشطة
• سرعة وطبيعة إمدادات المياه ؛
• كمية الجسيمات الكاشطة
• خصائص الجسيمات الكاشطة.

يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد كجزيئات تقطيع ، بما في ذلك:

• العقيق لسبائك التيتانيوم والفولاذ عالي القوة ؛
• تكتل للحجر
• يستخدم الرمل لقطع الزجاج.
• خبث من أصل سيليكات للمواد البلاستيكية.

واحدة من أكثر المواد الكاشطة شيوعًا هي رمل العقيق ، والتي تشمل أجزاء مختلفة من رمل الكوارتز والأكسيد وأكسيد الحديد.

مبدأ التشغيل وأنواع آلات القطع بنفث الماء

تعمل آلة القطع بالماء النفاث CNC على النحو التالي:

• تزود المضخة الثور برأس العمل ، وهنا يتم إنشاء نفاثة من الماء بالقطر المطلوب. يدخل إلى الخلاط ، حيث يتكون خليط رمل الماء ، ومن هناك يتم توجيهه مباشرة إلى الفوهة. يمكن أن يكون قطر الفوهة من 1 إلى 5 مم ؛
• يُسكب خليط من الفوهة تحت ضغط من 100 إلى 6000 بار ، مما يؤدي إلى التخلص من جزيئات المادة. سرعة الخليط أعلى بعدة مرات من سرعة الصوت. يدور الرأس في نطاق واسع ويتم التحكم فيه عن طريق الأتمتة ؛
• هناك عملية تآكل اصطناعي تتيح لك العمل بألواح حجرية يصل سمكها إلى 300 مم.

تتم معالجة المواد اللينة ، مثل الخشب والمطاط وبعض أنواع البلاستيك ، بدون جزيئات كاشطة ، بمياه نظيفة. يتم وضع الفوهة على الياقوت أو الياقوت ، ويجب أن تكون الفوهة ذات قطر أدنى. تدوم هذه الفوهات لفترة أطول ، لأن الماء النظيف له تأثير أكثر ليونة على المواد الاستهلاكية.

تختلف معدات القطع بنفث الماء من حيث الجهاز والغرض والطاقة والتكلفة:

• آلات CNC
• محمول.

تقوم آلات CNC بالقطع وفقًا للمعلمات والرسومات المحملة. إنهم يؤدون منتجات معقدة الشكل مع تدخل قليل من المشغل أو بدون تدخل. محلات الإنتاجعادة ما تكون مجهزة بهذه المعدات.

تعد الآلات المحمولة جيدة لقطع أي مادة في أماكن يصعب الوصول إليها وخطيرة ، مثل الأنفاق. يتم العمل بسرعة وبدقة. لهذا هذه الأنواعالمعالجة اقتصادية للغاية.

تصميم آلة

القطع بنفث الماء هو معالجة المواد الصلبة بكثافة حوالي 2.5 طن / متر مكعب باستخدام مزيج من الجسيمات الصلبة والماء وفقًا لمبدأ التآكل. يتم تطبيق خليط القطع على المادة تحت ضغط قوي ، تيار مائي بقطر صغير من خلال رأس ذو شكل خاص. تعتمد سرعة المعالجة على معلمات المادة.

آلات دفع الماء CNC هي مزيج من عدة وحدات ، بما في ذلك الوحدات المركبة:

• آلية تغذية الجسيمات الصلبة ؛
• طاولة حمام
• مضخة مياه عالية الضغط
• منفذ؛
• رأس متحرك
• آلية توزيع الضغط
• حاوية للخليط الكاشطة.

بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز آلة القطع بنفث الماء بأنظمة قياس وتحكم أوتوماتيكية تعمل على تحسين الدقة.

الرؤوس مصنوعة من معادن اصطناعية ، فهي باهظة الثمن وتتطلب استبدالًا دوريًا. أنابيب الخلط المصنوعة من معادن متينة قابلة للاستبدال أيضًا.

تتم المعالجة على طاولة مصممة خصيصًا.

تتميز طريقة القطع بنفث الماء بالعديد من المزايا:

• أثناء تشغيل آلة متخصصة ، تكون النفايات ضئيلة ؛
• لا يتم إعطاء سطح الحجر خشونة غير ضرورية ؛
• المعدن غير مغطى بالمقياس ؛
• تتم المعالجة في درجة حرارة الغرفة ، ويتم استبعاد ارتفاع درجة حرارة المادة ؛
• جودة الأجزاء التي تم الحصول عليها هي الأعلى ؛
• يمكن استخدام مجموعة متنوعة من أنواع القطع بنفث الماء ، بما في ذلك تلك التي تحاكي نحت اليد ؛
• المادة غير مشوهة ؛
• يمكنك إزالة الطبقة الأمامية تمامًا من الشغل أو الشطب ؛
• لا تنبعث أبخرة ضارة والغازات والسخام ؛
• يمكن معالجة الألواح التي يزيد سمكها عن 15 سم.

تعمل معدات القطع بنفث الماء CNC في الوضع التلقائي، لا يتم تطبيق العمل اليدوي. تحتفظ جميع المواد المعالجة تمامًا بصفاتها الأساسية.

أدوات خاصة لماكينات CNC

تراقب مستشعرات الارتفاع وتجنب الاصطدام المسافة بين سطح المادة والفوهة. إنها تمنع الرأس من التحرك تحت ضغط الماء والاصطدام بالأسطح الرأسية أثناء التشغيل. قبل بدء العمل ، تحدد وحدة التحكم سمك المادة وعمق العمل المطلوب. بشكل دوري ، أثناء التشغيل ، يقوم المستشعر بإجراء تعديلات على العمل اعتمادًا على العمليات التي تم إجراؤها بالفعل.

يتيح مؤشر الليزر إمكانية "التصويب" بدقة عند وضع الجزء على سطح العمل ، ووضع الفوهة بسرعة. يتم تطبيق الوظيفة على جداول إحداثيات صغيرة وكبيرة. المؤشر محمي بشكل موثوق من الماء بواسطة علبة مقاومة للماء.

يتم استخدام الركيزة لمعالجة الأجزاء الصغيرة ، وتحسين الاتصال بين نفاثة رمل الماء والمواد. تحتوي الركائز على هيكل خاص يمرر الماء بسهولة ويحمل الجزء بشكل آمن.

يتم توفير مجموعة من المشابك مع كل آلة. بفضل مساعدتها ، يتم تثبيت التفاصيل ذات الأحجام والأشكال المختلفة بإحكام على سطح الطاولة.

نظام تبريد المضخة إلزامي لـ عمل فعال. يمكن أن تكون مغلقة أو متدفقة. مغلق أكثر اقتصادا.

يتحكم موزع مواد الكشط في كمية المواد الكاشطة للعمل على المواد ذات السماكات المختلفة. يزيل الانقطاعات في توريد المواد الكاشطة ، وهو أمر مهم للغاية عند قطع المواد القيمة ، والتي يمكن أن تؤدي معالجتها بالمياه النظيفة إلى تدميرها.

يمنع نظام تنقية المياه الرواسب المعدنية على الصمامات والمفصلات والعناصر الأخرى لماكينة CNC. ينقي الماء من الكالسيوم والحديد. الكمية المسموح بهالا يزيد الحديد في 1 لتر من الماء عن 10 ملليغرام. يعمل نظام التنظيف على تحسين إنتاجية وعمر ماكينة CNC.

تظهر مقاطع الفيديو قطع اتيرجيت في 3D و 2 D: