برشکاری مقاطع فلزی به روش واترجت

برای برش کلیه ی مقاطع فلزی، روش های بسیاری وجود دارد که برش با دستگاه واترجت یکی از این روش ها می باشد.

در این مطلب به بررسی اختصاصی برشکاری به روش واترجت می پردازیم.

به فرآیندی که در آن برش مقاطع با فشار زیاد آب صورت بگیرد، برش واترجت می گویند.

فرآیند واترجت به طوری است که در آن آب توسط یک پمپ بسیار قوی، با فشار زیاد داخل یک نازل با قطر خیلی کم هدایت می شود.

در نتیجه آب سرعتی تقریبا 900 متر بر ثانیه به دست می آورد. سپس ماده ای ساینده (ماده ابرسیو) برای برش مواد سخت به این آب تزریق می شود.

در نهایت آب و مواد ساینده با فشار 4000 تا 6200 بار بسته به میزان قدرت پمپ، از نازل خارج شده و باعث برش طرح بر روی قطعه می شود.

نحوه کار دستگاه واترجت، بر مبنای اصول CNC می باشد. این واژه مخفف Computer Numerical Control می باشد، یعنی دستگاه هایی که از طریق کامپیوتر با سیستم کنترل عددی کار می کند.

برای برش استفاده از دستگاه واترجت، در ابتدا طرح در یکی از نرم افزارهای برداری به صورت خطی طراحی می شود.

سپس طرح رسم شده توسط نرم افزاری دیگر به Gcode تبدیل و وارد کامپیوتر دستگاه می شود در نهایت روی هر مقطعی که زیر نازل باشد، برش می خورد.

برش واترجت:
به طور کلی عملیات واترجت به دو صورت زیر انجام می شود.

برش واترجت با آب خالص:
از این روش برای برش مقاطع نرم از جمله پلاستیک، پارچه، کاغذ، ورق های فلزی و غیره استفاده می شود.

برش واترجت با آب ساینده:
از این روش برای برش مقاطع سخت از جمله سرامیک، بتن، مواد معدنی، فلزهای سخت و غیره استفاده می شود.

در این روش آب، مواد ساینده و هوا با یکدیگر مخلوط می شوند سپس توسط لوله نازل با فشار بر روی جسم پاشیده می شود.

این ترکیب می تواند با ریزترین جزئیات بر روی سخت ترین مواد حتی شیشه ضد گلوله برش ایجاد کند.

توانایی برش واترجت:
قدرت دستگاه واترجت به طوری است که قابلیت برش هر ماده ای را با هر ضریب سختی دارد.

به علت قدرت بسیار بالایی که دستگاه واترجت دارد تنها ابزاری است که برای برش سوپرآلیاژها و تیتانیوم استفاده می شود.

همچنین این برش به علت ماهیت سردی که دارد برای برش موادی که در اثر حرارت، دود سمی تولید می کند نیز استفاده می شود.

مزیت برش واترجت:
استفاده از دستگاه برش واترجت، مزایایی در پی دارد که این مزایا در زیر ذکر شده است:

• استفاده از دستگاه واترجت تمام مواد را بدون هیچ محدودیتی برش می دهد.
• این دستگاه توانایی برش سوپر آلیاژها و تیتانیوم را دارد.
• دستگاه واترجت به علت ماهیت سردی که دارد هیچ تنش حرارتی ایجاد نمی کند.
• این دستگاه کیفیت بالایی در برش لبه ها داشته و نیازی به مرحله پرداخت و ماشین کاری ندارد.
• امکان ایجاد طرح های پیچیده در صورت استفاده از این دستگاه وجود دارد.
• از دیگر مزایای دیگر دستگاه واترجت قدرت بالای آن در برش است.
• معایب برش واترجت

علاوه بر مزایای ذکر شده در بالا، استفاده از دستگاه واترجت شامل معایبی نیز می باشد که شامل موارد زیر است.

• سوراخ هایی که با دستگاه واترجت انجام می شود از کیفیت پایینی برخودار است.
• در صورت ایجاد برش در ضخامت های زیاد، احتمال کاهش دقت در دستگاه واترجت وجود دارد.
• زمان برش در هنگام استفاده از دستگاه واترجت، به نسبت زیاد می باشد.

اجزای یک واترجت:
دستگاه واترجت شامل اجزایی می باشد که این اجزا شامل موارد زیر می باشد.

سر برش چند قسمتی:
این سر برش چند محوری، تحت کنترل رایانه می باشد که به منظور تعیین زاویه برای برش استفاده می شود.

پمپ فشار قوی:
وظیفه ی این پمپ تولید جریان آب تحت فشار برای فرآیند برش است.

محافظ مخزن:
این مخزن انرژی جت ساینده را پس از اتمام برش به وسیله ی موادی که ماشین کاری شده اند، پراکنده می کند.

مخزن محافظ ساینده:
این مخزن به همراه سیستم کنترل جریان ساینده، میزان جریان ذرات ساینده که وارد نازل می شوند را می سنجند.

سیستم حرکت دقیق X-Y:
این سیستم برای هدایت دقیق حرکت نازل برای برش قسمت خاصی از یک مقطع استفاده می شود.

سیستم کنترل کننده مبتنی بر یارانه:
وجود این سیستم باعث می شود که مقاطع حتی توسط افراد کم تجربه با دقت بسیار بالایی برش بخورند.

نازل ساینده واترجت:
در این قسمت، آب تحت فشار از طریق یک خروجی که قطر کوچکی دارد عبور کرده و یک فواره آبی مناسب ایجاد می کند.

سپس جت از یک بخش ونتوری عبور می کند و در آنجا مقدار ذرات ریز ساینده در جریان آب قرار می گیرند.

مخلوطی از ذرات ساینده و ذرات آب از طریق یک لوله مخلوط سرامیکی عبور می کند و در نهایت ماده مایع ساینده با سرعت بسیار بالا برای برش اجسام از نازل خارج می شود.