ウォータージェット切断は、様々な材料を高精度で、熱によるダメージを最小限に抑えながら切断できる画期的なプロセスである。ウォータージェット切断の性能を決定する重要な要素の一つは、その速度です。

この記事では、速度がウォータージェット切断に与える影響と、速度、切断品質、表面仕上げの関係について考察する。また ウォータージェット切断速度 他のカット方法と一緒に。では、始めよう。

ウォータージェットの切断速度とは？

ポンプのパワーは、主に ウォータージェット 切断速度。出力が大きければ大きいほど、ウォータージェット切断機の速度は速くなります。当社の一般的なウォータージェットカッターは、40,000～60,000psi（psiは圧力の測定値）の圧力範囲で作動します。 

40,000の圧力では、水はノズルからおよそマッハ3（760m/s）の速度で噴出される。材料を効果的に切断するため、圧力を60,000 psiに上げると、水はマッハ3（1020 m/s）を超える速度で噴出する。

ウォータージェットの切断速度に影響を与える要因とは？

ウォータージェット切断 は、精密切断のために様々な産業で使用されている非常に効率的な方法です。ウォータージェット機の速度は、切断速度を決定する上で重要ないくつかの要素に左右される。ここでは、ウォータージェット切断の速度に影響を与える重要な要素を紹介します：

圧力

ウォータージェット機の圧力は、切断速度に影響を与える重要な要素である。圧力が高ければ高いほど、水流速は速くなり、切断力は直接的に増加します。

水の速度は、主にその流れを加速するために使用される高圧ポンプによって決まります。圧力が高ければ、切り口の品質も向上し、より良い切断結果が得られます。

中古研磨材

ウォータージェット切断における研磨剤のサイズ、質、量も切断速度に影響する。硬度の高い研磨材ほど切断速度が速い。業界標準の研磨材は80メッシュのガーネットです。

しかし、ガーネット自体にはさまざまな等級とバリエーションがある。最適な切断結果を得るには、粒子が細かく均質性の高いガーネットを使用するのが賢明である。

ノズル径

ウォータージェット切断で使用されるノズルの直径は、切断速度を決定する上で重要な役割を果たす。ノズルの直径が大きいほど、より多くの水を流すことができ、水の浸食力が増す。しかし、大きなノズルを使用すると、ウォータージェット水流の非常に高い圧力を維持することが難しくなる場合があります。

例えば、直径0.007″のノズルで5ミリのアルミ板を切断する場合、毎分約15インチで切断できるが、直径0.014″のノズルを使用すると、切断速度を毎分約40インチまで上げることができる。

ノズルの直径が大きいと、1分間に流れる水と研磨剤の量が多くなり、プロセス全体のコストが高くなることに注意することが重要です。

素材厚み

切断される材料の厚さは、ウォータージェットの切断速度に影響を与える重要な要因である。一般的に、材料の厚みが増すにつれて切断速度は低下します。例えば、ウォータージェットカッターは厚さ6mmのステンレス鋼板を毎分6インチの速度で切断することができます。

しかし、同じカッターとノズル径で厚さ20 mmのステンレス鋼板を切断すると、切断速度は毎秒約2インチに低下する可能性がある。厚い材料はより大きな切断力を必要とするため、結果的に切断速度は遅くなる。

素材タイプ

材料によって物理的特性が異なり、ウォータージェットの切断速度に影響を与える。柔らかく多孔質の材料は切断しやすく、硬い材料は切断に時間がかかります。

例えば、典型的なウォータージェットカッターは、毎分12インチの速度で半インチの厚さのガラスを切断することができる。一方、同じカッターで半インチの厚さのチタン板を切断すると、毎分6インチの速度に低下することがある。

水流量と水質

ウォータージェットシステムで使用される水質は、切断速度に大きく影響します。低品質の水に含まれる不純物は、装置のノズルやチューブを詰まらせ、切断プロセスの減速や装置の故障につながります。処理水を使用することで、切断速度が向上し、装置の寿命が延びます。

さらに、水の流量を調整することで、切断速度に影響を与えることができる。流量が多いほど、侵食力が増すため、切断速度が速くなります。

しかし、流量が多ければ多いほど、部品の劣化が早まり、運転コストが増加する可能性もある。最適な流量を見つけるには、さまざまな使用例でさまざまな流量をテストする必要がある。

テーパー角度

テーパー角は、ウォータージェット加工における切削速度に若干の影響を与える。鋭角は切削工程を加速させるが、低いテーパー角は切削工程を減速させる可能性がある。

しかし、急な角度は切削の精度を損なう可能性があることに注意することが重要である。したがって、テーパー角度を検討する際には、速度と精度のバランスが非常に重要です。

フォーカシング・チューブの長さ

フォーカシング・チューブの長さは、切断速度とは逆の関係にある。ウォータージェットの流速は、チューブが長くなるにつれて低下する。

その結果、精度と切断速度が低下する。短いチューブの方が精度も切断速度も維持できる。

カッティング・スタイル

最も早く切断できるのは、直線的な切断である。ウォータージェット切断ヘッドが90度回転するためには一旦停止し、再度移動する必要があるため、切断速度は低下する。

鋭利なエッジではなく丸みを帯びたエッジを使うことは、切断速度を上げる最大のテクニックだ。こうすることで、マシンは一時停止することなく、曲がり角で切断を続けることができる。

オペレーター経験

熟練したオペレーターは、最適な切断品質と速度が得られるようにマシンをセットアップすることができる。経験の浅いオペレーターにとっては、セットアップに時間がかかり、途中の結果を理解するのに時間がかかることもある。

熟練した作業者でない場合、スピードを上げるために工程を最適化するのに時間がかかり、試行錯誤を繰り返す必要があるかもしれません。そのため、高速切断を優先する場合は、有資格者が機械を使用するようにしてください。

電力網の安定性

ウォータージェット装置が問題なく稼動していても、メーカーは切断速度の低下に気づくことが多い。装置の電源が変動することが原因だ。

このような変動により、機器自体も損傷を受け、切断速度がさらに低下する可能性があります。ウォータージェットをより迅速かつ効率的に機能させるために、電力網が安定していることを確認してください。

ウォータージェット切断速度と切断品質および表面仕上げの関係

ウォータージェットの切断速度と切断品質、そして表面仕上げの関係は極めて重要である。仕上がりに直接影響するウォータージェット技術の特筆すべき2つの特性は、ストリームラグとテーパーです。

切断速度が速くなるにつれて、ウォータジェットストリームと被切断材が最初に接触するまでの遅れを指すストリームの遅れが顕著になります。切断速度が速すぎるとストリームの遅れが生じ、切断品質全体に悪影響を及ぼします。

さらに、カットの速度もテーパーに影響を与える。切断速度が遅すぎると、テーパーが発生することがある。このテーパーは、一方の端が他方の端に比べて広い切り口を作り、表面の平滑性に影響する。

ウォータージェット切断速度は他の切断プロセスと比較して？

ウォータージェット切断の切断速度を他の方法と比較する場合、切断する材料の種類、厚さ、要求される品質を考慮することが極めて重要です。以下に一般的な比較を示します：

ウォータージェットとレーザーの比較

レーザー切断 は通常、ウォータージェット切断よりも速い。しかし、レーザー切断は熱を発生させるため、材料によっては熱による損傷や変形を引き起こす可能性がある。

コールドカット加工であるウォータージェット切断は、この問題を回避できるため、熱に弱い素材にはより良い選択となる。

ウォータージェットとプラズマ切断の比較

プラズマ切断 は、スチールなどの金属を含め、ウォータージェットで効果的に処理できる材料については、一般的にウォータージェット切断よりも高速である。

しかし、レーザー切断と同様、プラズマ切断は熱による損傷を引き起こす可能性がある。さらに、プラズマ切断機は、ウォータージェット切断機とは異なり、より薄い材料や非導電性材料の精密切断に苦戦する可能性がある。

ウォータージェットとワイヤーEDMの比較

ワイヤー放電加工（放電マシニング） は、放電を利用して材料を切断する方法である。精密である反面、一般的にウォータージェット切断の10倍遅く、特に厚い材料の切断に適している。

さらに、EDMは一般的に導電性材料を切断できるが、ウォータージェット切断はより幅広い材料を扱うことができる。

結論

ウォータージェットの切断速度は、切断作業を左右する重要な要素です。切断速度に影響を与える要因を理解し、それに応じて最適化することができます。最終的には、より高い生産性、切断品質の向上、コスト削減を達成することができます。 

しかし、適切なタイプの機械を選び、安全で効率的な使い方をスタッフに教える必要がある。なぜ ご連絡 をお探しですか？を見つけるお手伝いをいたします。 最高のウォータージェット切断ソリューション お客様のニーズにお応えします。