Làm thế nào nước có thể cắt qua thép? Phép thuật cắt bằng tia nước
Một vòi phun nước là một công cụ được sử dụng trong các cửa hàng máy để cắt các bộ phận kim loại bằng dòng nước áp lực cao (rất). Thật tuyệt vời như âm thanh, nếu bạn có nước chảy đủ nhanh, nó thực sự có thể cắt kim loại. Tác giả Jessminder Kaur
Chìa khóa để cắt kim loại bằng nước là giữ cho chất kết dính phun. Các vòi phun nước có thể cắt bởi vì vòi phun được truyền qua một vòi phun trang sức rất hẹp ở áp suất rất cao nên phun vẫn mạch lạc. Một waterjet không bao giờ bị xỉn và nó không thể quá nóng, không giống như máy cắt kim loại.
Một máy phun nước có khả năng cắt xuyên qua một “bánh sandwich” của các vật liệu khác nhau với độ dày lên đến bốn inch. Quá trình không bụi, không mùi và tương đối nhiệt này cũng có thể cắt qua thứ gì đó mỏng đến năm phần nghìn inch. Dòng máy bay phản lực nhỏ cho phép cắt đầu tiên cũng là bề mặt hoàn thiện cuối cùng. Quy trình cắt duy nhất này tiết kiệm chi phí vật liệu và chi phí gia công.
Hình ảnh tín dụng: Trinity Biomedical
Khái niệm cơ bản về Waterjet
Tinh khiết vs mài mòn bằng tia nước
Theo nghĩa rộng nhất, thuật ngữ ‘waterjet’ bao gồm bất kỳ công cụ cắt nào sử dụng dòng nước áp lực cao. Cụ thể hơn, các waterjets có thể được chia thành các tiểu thể loại tinh khiết và mài mòn.
Waterjets tinh khiết là hình thức ban đầu của công nghệ và hoạt động chính xác như tên của chúng, nghĩa là sử dụng một dòng nước áp lực để cắt. Chúng được sử dụng cho các vật liệu mềm hơn, bao gồm đệm, giấy, nhựa và thảm.
Tuy nhiên, với máy in phun tinh khiết, các lợi ích của nó được giới hạn trong việc cắt các vật liệu mềm và / hoặc mỏng như bọt, vải, các tông, giấy bạc, cao su và gỗ.
Công nghệ phản lực mài mòn, mặt khác, mở rộng ưu điểm của máy phun nước tinh khiết để cắt các vật liệu cứng hơn như kim loại, gỗ và thủy tinh, gốm và đá. Chất mài mòn bằng tia nước thường được làm từ garnet, với kích thước grit từ 50 đến 220 mesh, mặc dù 80 là phổ biến nhất.
Nhiều máy phun nước có khả năng chuyển từ cắt bằng tia nước tinh khiết sang cắt bằng tia nước mài mòn, làm cho chúng trở nên linh hoạt độc đáo.
Hình ảnh tín dụng: Bishop-Wisecarver
Lịch sử của The Waterjet
Vào những năm 1950, kỹ sư lâm nghiệp, Tiến sĩ Norman Franz, đã thử nghiệm với một hình thức đầu tiên của máy cắt bằng tia nước để cắt gỗ. Tuy nhiên, công nghệ này đã không tiến triển đáng kể cho đến những năm 1970. Ngày nay, máy in phun nước là vô song trong nhiều khía cạnh của cắt và đã thay đổi cách thức mà nhiều sản phẩm được sản xuất. Nhiều loại waterjets tồn tại ngày nay, bao gồm cả máy bay phản lực nước đồng bằng, máy bay phản lực nước mài mòn, máy bay phản lực nước đập, máy bay phản lực cavitation và máy bay phản lực lai.
Một số hạn chế của cắt bằng tia nước
Cắt giảm mù
Cắt bằng tia nước chủ yếu là một công cụ để cắt tất cả các cách thông qua một mảnh vật liệu và hiếm khi được sử dụng để cắt đến một độ sâu nhất định vì điều này là khó khăn và thường không chính xác. Tuy nhiên quá trình này đã được sử dụng cho khắc ở nơi độ sâu không phải là rất quan trọng.
Kích thước lỗ
Với chiều rộng luồng là 0,04 inch, nó thường được giả định là lỗ nhỏ nhất có thể được tạo chính xác, nhưng đây không phải là trường hợp. Đầu phun nước trước tiên phải xuyên qua vật liệu trước khi cắt dọc theo đường cắt. Trong quá trình này, được gọi là xuyên, máy sẽ gửi một luồng nước mạnh và mài mòn ở bề mặt vật liệu để tạo ra lỗ ban đầu.
Lỗ ban đầu này là khá thô và cắt chỉ trở nên trơn tru khi nó bị xuyên thủng. Chính vì lý do này mà người ta khuyên rằng một lỗ gấp hai lần so với máy phun nước để có được một lỗ trơn và chính xác, vì vậy trong hầu hết các trường hợp, nó không được khuyến khích để đi dưới đường kính 0,1 inch.
Làm thế nào một công trình đầu cắt bằng tia nước
- Nước áp lực được đưa đến đầu cắt bằng ống cao áp hoặc vòi. Tại đầu cắt, nước áp suất cao được áp dụng cho một lỗ với đường kính điển hình từ 0,005 đến 0,020 ”. Lỗ này được làm bằng kim cương hoặc sapphire, để chống lại sự mài mòn của nước áp lực cao. Các lỗ hổng xác định và tạo ra các dòng nước mà cắt qua vật liệu.
- Sau khi dòng nước thoát khỏi lỗ, một chất mài mòn có thể được thêm vào dòng nước, để cho phép nó cắt các vật liệu cứng. Khi cắt vật liệu cứng, bao gồm thép, thép không gỉ, nhôm, đá, gỗ, vv, nó là mài mòn mà thực tế cắt bằng cách sử dụng một hành động kiểu cưa cơ khí.
Chất mài mòn thường là garnet nghiền nát, cùng loại vật liệu thường được sử dụng làm chất mài mòn trên giấy cát. Một số ứng dụng đặc biệt sử dụng các loại mài mòn khác.
Nguồn:Tạp chí Equipment news
