Waterjet cutting technology

Water jet cutting – how it works

A water cutting machine, also known as a water jet or water jet cutting machine, is an industrial tool capable of cutting a wide variety of materials using a high pressure water jet or a mixture of water and an abrasive substance. The term abrasive jet specifically refers to the use of a mixture of water and abrasive for cutting solid materials such as metal or granite, while the terms pure water jet cutting and water cutting only refer to hydroabrasive cutting without the use of added abrasives, often used for softer materials such as wood or rubber.

Water jet cutting is often used during the manufacture of machine parts. This is the preferred method when the cut materials are sensitive to the high temperatures generated by other methods. Water jet cutting is used in various industries, including mining and space, for cutting, shaping and welding.

Предимства на водното рязане

  • Важна полза от водната струя е способността да се реже материалът, без да се нарушава неговата присъща структура, тъй като няма зона, засегната от топлина (HAZ). Минимизирането на въздействието на топлината позволява металите да бъдат отрязани, без да се нарушават или променят присъщите свойства. Възможни са остри ъгли, скосявания, пробивни отвори и форми с минимални вътрешни радиуси.
  • Режещите апарати с водна струя също могат да произвеждат сложни съкращения в материала. С помощта на специализиран софтуер и 3-D машинни глави могат да се произвеждат сложни форми.
  • Ръбът или ширината на разреза могат да бъдат регулирани чрез смяна на части в дюзата, както и промяна на вида и размера на абразива. Типичните шлифовани абразиви имат отвор в диапазона от 0,04 до 0,05 инча (1,0-1,3 mm), но могат да бъдат толкова тесни, колкото 0,02 инча (0,51 mm). Неабразивните разрези обикновено са от 0,007 до 0,013 инча (0,18–0,33 mm), но могат да бъдат с малък размер от 0,003 инча (0,076 mm), което е приблизително от човешката коса. Тези малки джетове могат да позволят малки детайли в широк спектър от приложения.
  • Водните струи могат да достигнат точност до 0,005 инча (0,13 mm) и повторяемост до 0,001 инча (0,025 mm).
  • Благодарение на сравнително тесния си прорез, рязането с водна струя може да намали количеството на произведения скрап материал, като позволи на неразфасованите части да се вмъкнат по-тясно от традиционните методи на рязане. Водните струи използват приблизително 0,5 до 1 US гал (1,9–3,8 l) в минута (в зависимост от размера на отвора на режещата глава) и водата може да бъде рециклирана с помощта на затворена система. Отпадъчните води обикновено са достатъчно чисти, за да се филтрира и изхвърля в канализацията. Гранатовият абразив е нетоксичен материал, който може да бъде рециклиран предимно за многократна употреба; в противен случай той обикновено може да се изхвърли в депо. Водните струи също произвеждат по-малко частици прах във въздуха, дим, изпарения и замърсители, което намалява излагането на оператора на опасни материали.
  • Рязането на месото с помощта на водоструйна технология елиминира риска от кръстосано замърсяване, тъй като няма контактна среда (а именно острие).

Приложение на водното рязане

Тъй като естеството на режещия поток може лесно да се модифицира, водната струя може да се използва в почти всяка индустрия; има много различни материали, които водната струя може да отреже. Някои от тях имат уникални характеристики, които изискват специално внимание при рязане.

Материалите, които обикновено се изрязват с водна струя, включват текстил, каучук, пяна, пластмаса, кожа, композити, камък, плочки, стъкло, метали, храна, хартия и много други. “Повечето керамични материали могат да се режат и на абразивна водна струя, стига материалът да е по-мек от използвания абразив (между 7,5 и 8,5 по скалата на Мос)”. Примери за материали, които не могат да се режат с водна струя, са закалено стъкло и диаманти. Водните джетове са способни да режат до 150 мм от метали и 18 мм (460 мм) от повечето материали, въпреки че при специализирани приложения за добив на въглища водните струи са в състояние да режат до 100 фута (30) m) с помощта на дюза с диаметър 1 (25 mm). 

Специално конструираните фрези за водна струя обикновено се използват за отстраняване на излишния битум от пътните повърхности, които са станали обект на промиване на свързващото вещество. Промиването е естествено събитие, причинено при горещо време, когато агрегатът се изравнява с битуминозния свързващ слой, създавайки опасно гладка пътна повърхност по време на влажно време.


Точност при водно рязане

Високата точност на прецизното рязане с водна струя зависи от много неща, от стабилността на работния плот и от управлението на водната струя.

Хидроабразивните машини FLOW могат да произвеждат части с много малки допуски – при някои модели само 0,025 мм.

Типичният допуск в отрасъла на хидроабразивното рязане е от 0.076 до 0.127 мм.

За материали с дебелина над 2,54 см, различни машини ви позволяват да произвеждате детайли с точност от +/- 0,127 до 2,54 мм.

Размера на допуска варира значително при различните производители поради технологичните различия, по-специално в органите за управление, както и по отношение на конструктивните характеристики на машината.


Екологични предимства на водното рязане

Процесът на хидроабразивно рязане е студен, което предотвратява неприятните ефекти от плазменото и лазерно рязане.

Тези нежелани ефекти са например образуването на шлака и сгурия.

Освен това гранатният пясък и водата използвани за рязане с водна струя, могат да бъдат използвани повторно.