Η κοπή με πίδακα νερού είναι μια επαναστατική διαδικασία που μπορεί να κόψει διάφορα υλικά με μεγάλη ακρίβεια και ελάχιστη θερμική ζημιά. Ένας βασικός παράγοντας που καθορίζει την απόδοση της κοπής με υδροβολή είναι η ταχύτητά της.

Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε πώς η ταχύτητα επηρεάζει την κοπή με πίδακα νερού και τη σχέση μεταξύ ταχύτητας, ποιότητας κοπής και επιφανειακού φινιρίσματος. Θα συγκρίνουμε επίσης ταχύτητα κοπής με πίδακα νερού με άλλες μεθόδους κοπής. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.

Ποια είναι η ταχύτητα κοπής ενός πίδακα νερού;

Η ισχύς της αντλίας καθορίζει πρωτίστως jet νερού ταχύτητα κοπής. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα της μηχανής κοπής με υδροβολή. Η τυπική μας κοπτική μηχανή waterjet λειτουργεί σε ένα εύρος πίεσης από 40.000 έως 60.000 psi (psi είναι η μέτρηση της πίεσης). 

Με πίεση 40.000, το νερό εκτοξεύεται από το ακροφύσιο με ταχύτητα περίπου 3 Mach (760 m/s). Για να κόψει αποτελεσματικά τα υλικά, το νερό εκτοξεύεται με ταχύτητα που υπερβαίνει τα Mach 3 (1020 m/s) όταν η πίεση αυξάνεται στα 60.000 psi.

Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την ταχύτητα κοπής με πίδακα νερού;

Κοπή με πίδακα νερού είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδος που χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανίες για κοπή ακριβείας. Η ταχύτητα της μηχανής πίδακα νερού εξαρτάται από διάφορους παράγοντες που είναι καθοριστικοί για τον καθορισμό της ταχύτητας κοπής. Ακολουθούν τα σημαντικά στοιχεία που επηρεάζουν την ταχύτητα της κοπής με υδροβολή:

Πίεση

Η πίεση της μηχανής δέσμης νερού είναι ένας κρίσιμος παράγοντας που επηρεάζει την ταχύτητα κοπής. Όσο υψηλότερη είναι η πίεση, τόσο ταχύτερη είναι η ταχύτητα του νερού, η οποία αυξάνει άμεσα τη δύναμη κοπής.

Η ταχύτητα του νερού καθορίζεται κυρίως από την αντλία υψηλής πίεσης που χρησιμοποιείται για την επιτάχυνση της ροής του. Η αυξημένη πίεση μπορεί επίσης να βελτιώσει την ποιότητα της τομής της χαραγής, με αποτέλεσμα καλύτερα αποτελέσματα κοπής.

Χρησιμοποιημένα λειαντικά

Το μέγεθος, η ποιότητα και η ποσότητα του λειαντικού στην κοπή με υδροβολή επηρεάζουν επίσης την ταχύτητα κοπής. Τα λειαντικά με μεγαλύτερη σκληρότητα προσφέρουν μεγαλύτερη ταχύτητα κοπής. Το τυπικό λειαντικό της βιομηχανίας είναι γρανάτης με μέγεθος 80 ματιών.

Ωστόσο, ο ίδιος ο γρανάτης κυκλοφορεί σε διάφορες ποιότητες και παραλλαγές. Για βέλτιστα αποτελέσματα κοπής, είναι συνετό να χρησιμοποιείτε γρανάτη με λεπτό κόκκο και καλή ομοιογένεια.

Διάμετρος ακροφυσίου

Η διάμετρος του ακροφυσίου που χρησιμοποιείται στην κοπή με υδροβολή παίζει σημαντικό ρόλο στον καθορισμό της ταχύτητας κοπής. Μια μεγαλύτερη διάμετρος ακροφυσίου επιτρέπει τη ροή περισσότερου νερού, αυξάνοντας τη διαβρωτική ισχύ του νερού. Ωστόσο, η χρήση ενός μεγάλου ακροφυσίου μπορεί να δυσχεράνει τη διατήρηση της πολύ υψηλής πίεσης του ρεύματος δέσμης νερού.

Για παράδειγμα, η κοπή ενός φύλλου αλουμινίου 5 mm με ακροφύσιο διαμέτρου 0,007″ μπορεί να γίνει με ταχύτητα περίπου 15 ίντσες ανά λεπτό, ενώ η χρήση ακροφυσίου διαμέτρου 0,014″ μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα κοπής σε περίπου 40 ίντσες ανά λεπτό.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι μια μεγαλύτερη διάμετρος ακροφυσίου έχει ως αποτέλεσμα να ρέει περισσότερο νερό και λειαντικά ανά λεπτό, γεγονός που μπορεί να αυξήσει το συνολικό κόστος της διαδικασίας.

Πάχος υλικού

Το πάχος του υλικού που κόβεται είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την ταχύτητα κοπής με υδροβολή. Γενικά, η ταχύτητα κοπής μειώνεται όσο αυξάνεται το πάχος του υλικού. Για παράδειγμα, ένα κοπτικό πίδακα νερού μπορεί να κόψει ένα φύλλο ανοξείδωτου χάλυβα πάχους 6 mm με ταχύτητα 6 ίντσες ανά λεπτό.

Ωστόσο, η κοπή ενός φύλλου ανοξείδωτου χάλυβα πάχους 20 mm με τον ίδιο κόφτη και την ίδια διάμετρο ακροφυσίου μπορεί να μειώσει την ταχύτητα κοπής σε περίπου 2 ίντσες ανά δευτερόλεπτο. Τα παχύτερα υλικά απαιτούν μεγαλύτερη δύναμη κοπής, με τελικό αποτέλεσμα την επιβράδυνση της ταχύτητας κοπής.

Τύπος υλικού

Τα διάφορα υλικά έχουν διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά, τα οποία επηρεάζουν την ταχύτητα κοπής ενός πίδακα νερού. Τα μαλακά και πορώδη υλικά κόβονται ευκολότερα, ενώ τα πιο σκληρά υλικά χρειάζονται περισσότερο χρόνο.

Για παράδειγμα, ένας τυπικός κόφτης υδροβολής μπορεί να κόψει γυαλί πάχους μισής ίντσας με ταχύτητα 12 ίντσες ανά λεπτό. Από την άλλη πλευρά, η κοπή ενός φύλλου τιτανίου πάχους μισής ίντσας με τον ίδιο κόφτη μπορεί να μειώσει την ταχύτητα σε 6 ίντσες ανά λεπτό.

Ρυθμός ροής νερού και ποιότητα νερού

Η ποιότητα του νερού που χρησιμοποιείται σε ένα σύστημα δέσμης νερού επηρεάζει σημαντικά την ταχύτητα κοπής. Οι ακαθαρσίες στο νερό χαμηλής ποιότητας μπορούν να φράξουν τα ακροφύσια και τους σωλήνες του μηχανήματος, οδηγώντας σε επιβράδυνση της διαδικασίας κοπής και βλάβη του εξοπλισμού. Η χρήση επεξεργασμένου νερού εξασφαλίζει ταχύτερη κοπή και αυξάνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Επιπλέον, η ρύθμιση του ρυθμού ροής του νερού μπορεί να επηρεάσει την ταχύτητα κοπής. Ένας υψηλότερος ρυθμός ροής οδηγεί σε ταχύτερη διαδικασία κοπής λόγω της αυξημένης δύναμης διάβρωσης.

Ωστόσο, ένας υψηλότερος ρυθμός ροής μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ταχύτερη φθορά των εξαρτημάτων και αυξημένο κόστος λειτουργίας. Η εύρεση του βέλτιστου ρυθμού ροής απαιτεί δοκιμές διαφορετικών ρυθμών σε διάφορες περιπτώσεις χρήσης.

Γωνία κωνικότητας

Η γωνία κωνικότητας έχει μικρή επίδραση στην ταχύτητα κοπής στην κατεργασία με υδροβολή. Οι αιχμηρές γωνίες μπορούν να επιταχύνουν τη διαδικασία κοπής, ενώ οι χαμηλές γωνίες κωνικότητας μπορούν να την επιβραδύνουν.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι απότομες γωνίες μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο την ακρίβεια της κοπής. Επομένως, η εξισορρόπηση της ταχύτητας και της ακρίβειας είναι ζωτικής σημασίας κατά την εξέταση της γωνίας κωνικότητας.

Μήκος του σωλήνα εστίασης

Το μήκος του σωλήνα εστίασης έχει δυσμενή σχέση με την ταχύτητα κοπής. Η ταχύτητα του ρεύματος δέσμης νερού μειώνεται όσο μεγαλώνει το μήκος του σωλήνα.

Αυτό με τη σειρά του προκαλεί μείωση της ακρίβειας και της ταχύτητας κοπής. Τόσο η ακρίβεια όσο και η ταχύτητα κοπής διατηρούνται με έναν κοντύτερο σωλήνα.

Στυλ κοπής

Οι πιο γρήγορες κοπές είναι αυτές που είναι ευθείες. Η ταχύτητα κοπής μειώνεται, καθώς η κεφαλή κοπής του πίδακα νερού πρέπει να σταματήσει και στη συνέχεια να κινηθεί ξανά για να πραγματοποιήσει περιστροφή 90 μοιρών.

Η χρήση στρογγυλεμένων ακμών αντί για αιχμηρές είναι η καλύτερη τεχνική για την αύξηση της ταχύτητας κοπής. Με αυτόν τον τρόπο, το μηχάνημα μπορεί να συνεχίσει την κοπή γύρω από τη στροφή χωρίς παύση.

Εμπειρία χειριστή

Οι εξειδικευμένοι χειριστές μπορούν να ρυθμίσουν το μηχάνημα για βέλτιστη ποιότητα και ταχύτητα κοπής. Μερικές φορές χρειάζεται χρόνος για τους άπειρους χειριστές που είναι νέοι στη διαδικασία για να ρυθμίσουν και να κατανοήσουν τα αποτελέσματα στην πορεία.

Οι ανειδίκευτοι εργάτες μπορεί να χρειαστούν λίγο χρόνο και πολλές δοκιμές και λάθη για να βελτιστοποιήσουν τη διαδικασία για ταχύτητα. Κατά συνέπεια, εάν η κοπή υψηλής ταχύτητας αποτελεί προτεραιότητά σας, βεβαιωθείτε ότι ένα εξειδικευμένο άτομο χρησιμοποιεί τα μηχανήματα.

Σταθερότητα ηλεκτρικού δικτύου

Ακόμη και όταν ο εξοπλισμός πίδακα νερού λειτουργεί άψογα, οι κατασκευαστές συχνά παρατηρούν μείωση της ταχύτητας κοπής. Η παροχή ρεύματος του εξοπλισμού παρουσιάζει διακυμάνσεις, οι οποίες προκαλούν αυτό το φαινόμενο.

Ο ίδιος ο εξοπλισμός μπορεί επίσης να υποστεί ζημιά από αυτές τις διακυμάνσεις, οι οποίες μειώνουν περαιτέρω την ταχύτητα κοπής. Βεβαιωθείτε ότι το ηλεκτρικό σας δίκτυο είναι σταθερό για ταχύτερη και αποτελεσματικότερη λειτουργία του πίδακα νερού.

Η σχέση μεταξύ της ταχύτητας κοπής Waterjet, της ποιότητας κοπής και της επιφάνειας φινιρίσματος

Η σχέση μεταξύ της ταχύτητας κοπής με πίδακα νερού, της ποιότητας κοπής και του τελειώματος της επιφάνειας είναι ζωτικής σημασίας. Δύο αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας waterjet που επηρεάζουν άμεσα το αποτέλεσμα είναι η υστέρηση ροής και η κωνικότητα.

Καθώς αυξάνονται οι ταχύτητες κοπής, η υστέρηση της ροής, η οποία αναφέρεται στην καθυστέρηση μεταξύ της αρχικής επαφής της ροής του υδροβολής και του υλικού που κόβεται, γίνεται πιο έντονη. Η πολύ γρήγορη κοπή μπορεί να οδηγήσει σε υστέρηση ροής που επηρεάζει αρνητικά τη συνολική ποιότητα της κοπής.

Επιπλέον, η ταχύτητα με την οποία εκτελείται η κοπή μπορεί επίσης να επηρεάσει την κωνικότητα, δηλαδή τη μεταβολή του πλάτους της κοπής από πάνω προς τα κάτω ή αντίστροφα. Όταν η ταχύτητα κοπής είναι πολύ χαμηλή, μπορεί να εμφανιστεί κωνικότητα. Αυτό επηρεάζει την ομαλότητα της επιφάνειας δημιουργώντας μια κοπή που είναι πιο πλατιά στο ένα άκρο σε σύγκριση με το άλλο.

Πώς συγκρίνεται η ταχύτητα κοπής Waterjet με άλλες διαδικασίες κοπής;

Όταν συγκρίνετε την ταχύτητα κοπής με υδροβολή με άλλες μεθόδους, είναι σημαντικό να εξετάσετε τον τύπο του υλικού που κόβεται, το πάχος του και την απαιτούμενη ποιότητα. Ακολουθεί μια γενική σύγκριση:

Κοπή Waterjet vs. Laser

Κοπή με λέιζερ είναι συνήθως ταχύτερη από την κοπή με υδροβολή. Ωστόσο, η κοπή με λέιζερ παράγει θερμότητα, η οποία μπορεί να προκαλέσει θερμική βλάβη ή παραμόρφωση σε ορισμένα υλικά.

Η κοπή με υδροβολή, η οποία είναι μια διαδικασία ψυχρής κοπής, αποφεύγει αυτό το ζήτημα, καθιστώντας την καλύτερη επιλογή για υλικά ευαίσθητα στη θερμότητα.

Κοπή Waterjet vs. Plasma

Κοπή πλάσματος είναι γενικά ταχύτερη από την κοπή με υδροβολή για υλικά που μπορεί να χειριστεί αποτελεσματικά, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων όπως ο χάλυβας.

Ωστόσο, όπως και η κοπή με λέιζερ, η κοπή με πλάσμα μπορεί να προκαλέσει θερμική βλάβη. Επιπλέον, οι κοπτικές μηχανές πλάσματος μπορεί να δυσκολεύονται με κοπές ακριβείας σε λεπτότερα και μη αγώγιμα υλικά, σε αντίθεση με τις κοπτικές μηχανές waterjet.

Waterjet vs Wire EDM

EDM με σύρμα (κατεργασία με ηλεκτρική εκκένωση) είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιεί ηλεκτρικές εκκενώσεις για την κοπή υλικών. Αν και ακριβής, είναι γενικά 10 φορές πιο αργή από την κοπή με υδροβολή, ειδικά για παχύτερα υλικά.

Επιπλέον, η EDM μπορεί συνήθως να κόψει αγώγιμα υλικά, ενώ η κοπή με υδροβολή μπορεί να χειριστεί ένα ευρύτερο φάσμα υλικών.

Συμπέρασμα

Η ταχύτητα κοπής με πίδακα νερού είναι ένας κρίσιμος παράγοντας που μπορεί να κάνει ή να καταστρέψει τις εργασίες κοπής σας. Καθώς κατανοείτε τώρα τους παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα κοπής, μπορείτε να τη βελτιστοποιήσετε ανάλογα. Τελικά, μπορείτε να επιτύχετε υψηλότερη παραγωγικότητα, βελτιωμένη ποιότητα κοπής και εξοικονόμηση κόστους. 

Ωστόσο, θα πρέπει να επιλέξετε τον σωστό τύπο μηχανήματος και να εκπαιδεύσετε το προσωπικό σας στον τρόπο ασφαλούς και αποτελεσματικής χρήσης του. Γιατί όχι επικοινωνήστε μαζί μας να το χειριστεί για εσάς; Θα σας βοηθήσουμε να βρείτε το καλύτερη λύση κοπής με waterjet για τις ανάγκες σας.