Waterstraalsnijden is een revolutionair proces dat door verschillende materialen kan snijden met hoge precisie en minimale hitteschade. Een belangrijke factor die de prestaties van waterstraalsnijden bepaalt, is de snelheid.

In dit artikel onderzoeken we hoe snelheid het waterstraalsnijden beïnvloedt en wat de relatie is tussen snelheid, snijkwaliteit en oppervlakteafwerking. We vergelijken ook waterstraalsnijsnelheid met andere snijmethoden. Dus laten we beginnen.

Wat is de snijsnelheid van een waterstraal?

Het vermogen van de pomp bepaalt voornamelijk een waterstralen snijsnelheid. Hoe groter het vermogen, hoe hoger de snelheid van de waterstraalsnijmachine. Onze typische waterstraalsnijmachine werkt binnen een drukbereik van 40.000 tot 60.000 psi (psi is een drukmeting). 

Bij een druk van 40.000 wordt water met een snelheid van ongeveer Mach 3 (760 m/s) uit de spuitmond gespoten. Om effectief door materialen te snijden, wordt het water met een snelheid van meer dan Mach 3 (1020 m/s) weggespoten wanneer de druk wordt verhoogd tot 60.000 psi.

Welke factoren beïnvloeden de snelheid van het waterstraalsnijden?

Waterstraalsnijden is een zeer efficiënte methode die in verschillende industrieën wordt gebruikt voor precisiesnijden. De snelheid van de waterstraalmachine hangt af van verschillende factoren die cruciaal zijn voor het bepalen van de snijsnelheid. Hier zijn de belangrijke elementen die de snelheid van waterstraalsnijden beïnvloeden:

Druk

De druk van de waterstraalmachine is een kritieke factor die de snijsnelheid beïnvloedt. Hoe hoger de druk, hoe sneller de watersnelheid, waardoor de snijkracht direct toeneemt.

De snelheid van het water wordt voornamelijk bepaald door de hogedrukpomp die wordt gebruikt om de stroming te versnellen. Een hogere druk kan ook de kwaliteit van de kerf verbeteren, wat resulteert in betere snijresultaten.

Gebruikte schuurmiddelen

De grootte, kwaliteit en hoeveelheid van het slijpmiddel bij waterstraalsnijden heeft ook invloed op de snijsnelheid. Slijpmiddelen met een hogere hardheid bieden een hogere snijsnelheid. Het standaard slijpmiddel in de industrie is granaat met een korrelgrootte van 80 mesh.

Granaat zelf is er echter in verschillende kwaliteiten en variaties. Voor optimale snijresultaten is het verstandig om granaat met een fijne korrel en een goede homogeniteit te gebruiken.

Mondstuk Diameter

De diameter van de spuitmond die bij waterstraalsnijden wordt gebruikt, speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de snijsnelheid. Een grotere spuitmonddiameter laat meer water door, waardoor de eroderende kracht van het water toeneemt. Het gebruik van een grote spuitmond kan het echter moeilijker maken om de zeer hoge druk van de waterstraal te handhaven.

Het snijden van een aluminium plaat van 5 mm met een mondstuk met een diameter van 0,007″ kan bijvoorbeeld gebeuren met een snelheid van ongeveer 15 inch per minuut, terwijl het gebruik van een mondstuk met een diameter van 0,014″ de snijsnelheid kan verhogen tot ongeveer 40 inch per minuut.

Het is belangrijk op te merken dat een grotere spuitmonddiameter resulteert in meer water en schuurmiddelen die per minuut stromen, wat de totale kosten van het proces kan verhogen.

Materiaal Dikte

De dikte van het te snijden materiaal is een belangrijke factor die de watersnijsnelheid beïnvloedt. Over het algemeen neemt de snijsnelheid af naarmate de materiaaldikte toeneemt. Een waterstraalsnijder kan bijvoorbeeld een roestvrijstalen plaat van 6 mm dik snijden met een snelheid van 6 inch per minuut.

Het snijden van een 20 mm dikke roestvrijstalen plaat met dezelfde frees en mondstukdiameter kan de snijsnelheid echter verlagen tot ongeveer 2 inch per seconde. Dikkere materialen vereisen meer snijkracht, wat uiteindelijk resulteert in een lagere snijsnelheid.

Type materiaal

Verschillende materialen hebben verschillende fysieke eigenschappen die de snijsnelheid van een waterstraal beïnvloeden. Zachte en poreuze materialen zijn gemakkelijker te snijden, terwijl taaiere materialen er langer over doen.

Een typische waterstraalsnijder kan bijvoorbeeld glas van een halve inch dik snijden met een snelheid van 12 inch per minuut. Anderzijds kan het snijden van een titaniumplaat van een halve inch dik met dezelfde snijder de snelheid terugbrengen tot 6 inch per minuut.

Waterstroomsnelheid en waterkwaliteit

De waterkwaliteit in een waterstraalsysteem heeft een grote invloed op de snijsnelheid. Onzuiverheden in water van lage kwaliteit kunnen de sproeiers en buizen van de machine verstoppen, wat leidt tot vertraging van het snijproces en defecten aan de apparatuur. Het gebruik van behandeld water zorgt voor sneller snijden en verlengt de levensduur van de apparatuur.

Daarnaast kan het aanpassen van de stroomsnelheid van het water de snijsnelheid beïnvloeden. Een hoger debiet resulteert in een sneller snijproces door een grotere eroderende kracht.

Een hogere stroomsnelheid kan echter ook leiden tot snellere achteruitgang van onderdelen en hogere bedrijfskosten. Om de optimale stroomsnelheid te vinden, moeten verschillende snelheden worden getest op verschillende gebruikssituaties.

Hoek van conus

De conische hoek heeft een klein effect op de snijsnelheid bij waterstraalbewerking. Scherpe hoeken kunnen het snijproces versnellen, terwijl lage conische hoeken het kunnen vertragen.

Het is echter belangrijk op te merken dat steile hoeken de nauwkeurigheid van het snijden in gevaar kunnen brengen. Daarom is het cruciaal om een balans te vinden tussen snelheid en nauwkeurigheid wanneer je de conische hoek overweegt.

Lengte van focusseerbuis

De lengte van de focusseerbuis heeft een negatieve relatie met de snijsnelheid. De snelheid van de waterstraal neemt af naarmate de buis langer wordt.

Dit zorgt er weer voor dat de nauwkeurigheid en snijsnelheid afnemen. Met een kortere buis blijven zowel de nauwkeurigheid als de snijsnelheid behouden.

Stijl snijden

De snelste sneden zijn de sneden die recht zijn. De snijsnelheid is lager omdat de waterstraalsnijkop moet stoppen en dan weer moet bewegen om een draaiing van 90 graden te maken.

Het gebruik van afgeronde randen in plaats van scherpe randen is de beste techniek om de snijsnelheid te verhogen. Hierdoor kan de machine rond de bocht blijven zagen zonder te pauzeren.

Ervaring als operator

Ervaren operators kunnen de machine instellen voor optimale snijkwaliteit en -snelheid. Het kost onervaren operators die nieuw zijn in de procedure soms tijd om de machine in te stellen en de resultaten onderweg te begrijpen.

Ongeschoolde arbeiders kunnen wat tijd en veel trial-and-error nodig hebben om het proces te optimaliseren voor snelheid. Als snijden met hoge snelheid je prioriteit is, zorg er dan voor dat een gekwalificeerd persoon de machines gebruikt.

Stabiliteit van het elektriciteitsnet

Zelfs als de waterstraalapparatuur probleemloos werkt, merken fabrikanten vaak dat de snijsnelheid afneemt. De stroomtoevoer van de apparatuur fluctueert, waardoor dit gebeurt.

De apparatuur zelf kan ook schade oplopen door deze variaties, waardoor de snijsnelheid nog verder afneemt. Zorg ervoor dat je stroomnet stabiel is voor een snellere en efficiëntere werking van de waterstraal.

De relatie tussen waterstraalsnijsnelheid, snijkwaliteit en oppervlakteafwerking

De relatie tussen waterstraalsnijsnelheid, snijkwaliteit en oppervlakteafwerking is cruciaal. Twee opmerkelijke kenmerken van waterstraaltechnologie die het resultaat direct beïnvloeden zijn stroomvertraging en conus.

Naarmate de snijsnelheden toenemen, wordt de stroomvertraging, die verwijst naar de vertraging tussen het eerste contact van de waterstraalstroom en het te snijden materiaal, meer uitgesproken. Te snel snijden kan resulteren in een stroomvertraging die de algehele snijkwaliteit negatief beïnvloedt.

Bovendien kan de snelheid waarmee de snede wordt uitgevoerd ook de conus beïnvloeden, wat de variatie in de breedte van de snede van boven naar beneden of omgekeerd is. Als de snijsnelheid te laag is, kan er een conus ontstaan. Dit beïnvloedt de gladheid van het oppervlak doordat de snede aan de ene kant breder is dan aan de andere kant.

Hoe verhoudt de snelheid van waterstraalsnijden zich tot andere snijprocessen?

Bij het vergelijken van de snijsnelheid van waterstraalsnijden met andere methodes is het cruciaal om rekening te houden met het type materiaal dat gesneden wordt, de dikte en de vereiste kwaliteit. Hier volgt een algemene vergelijking:

Waterstraal vs. lasersnijden

Lasersnijden is meestal sneller dan waterstraalsnijden. Lasersnijden genereert echter warmte, wat bij bepaalde materialen thermische schade of vervorming kan veroorzaken.

Waterstraalsnijden, wat een koud snijproces is, vermijdt dit probleem, waardoor het een betere keuze is voor hittegevoelige materialen.

Waterstraal vs. plasmasnijden

Plasmasnijden is over het algemeen sneller dan waterstraalsnijden voor materialen die het effectief kan verwerken, waaronder metalen zoals staal.

Maar net als lasersnijden kan plasmasnijden thermische schade veroorzaken. Bovendien kunnen plasmasnijders moeite hebben met precisiesnedes op dunnere en niet-geleidende materialen, in tegenstelling tot waterstraalsnijders.

Waterstraal vs. draadvonken

Wire EDM (elektrisch vonken) is een methode waarbij elektrische ontladingen worden gebruikt om door materialen te snijden. Hoewel het nauwkeurig is, is het over het algemeen 10 keer langzamer dan waterstraalsnijden, vooral voor dikkere materialen.

Bovendien kan EDM meestal geleidende materialen snijden, terwijl waterstraalsnijden een breder scala aan materialen aankan.

Conclusie

De snelheid van waterstraalsnijden is een kritieke factor die uw snijwerkzaamheden kan maken of breken. Als u nu de factoren begrijpt die de snijsnelheid beïnvloeden, kunt u deze optimaliseren. Uiteindelijk kunt u een hogere productiviteit, een betere snijkwaliteit en kostenbesparingen bereiken. 

Je moet echter wel het juiste type machine kiezen en je personeel trainen in veilig en efficiënt gebruik. Waarom niet contact met ons opnemen om het voor je af te handelen? Wij helpen je de beste waterstraalsnijoplossing voor uw behoeften.