Il taglio del gigo dell'acqua può essere un metodo di elaborazione più semplice, ma è dotato di un potente pugno e richiede all'operatore di mantenere la consapevolezza dell'usura e dell'accuratezza di più parti.
Il taglio del getto d'acqua più semplice è il processo di taglio dei getti d'acqua ad alta pressione nei materiali. Questa tecnologia è generalmente complementare ad altre tecnologie di elaborazione, come fresatura, laser, EDM e plasma. Nel processo del getto d'acqua, non si formano sostanze dannose o vapore e non si forma una zona coltivata o una sollecitazione meccanica. I getti d'acqua possono tagliare dettagli ultra-sottili su pietra, vetro e metallo; Praticare rapidamente buchi in titanio; tagliare il cibo; E persino uccidere i patogeni in bevande e salse.
Tutte le macchine a getto d'acqua hanno una pompa in grado di pressurizzare l'acqua per il parto alla testa di taglio, dove viene convertita in un flusso supersonico. Esistono due tipi principali di pompe: pompe a base di trasmissione diretta e pompe basate su booster.
Il ruolo della pompa di azionamento diretto è simile a quello di un detergente ad alta pressione e la pompa a tre cilindri guida tre stanchi direttamente dal motore elettrico. La pressione di lavoro continua massima è inferiore dal 10% al 25% rispetto alle pompe di booster simili, ma questo le mantiene ancora tra 20.000 e 50.000 psi.
Le pompe a base di intensificatore costituiscono la maggior parte delle pompe ad altissima pressione (cioè pompe oltre 30.000 psi). Queste pompe contengono due circuiti fluidi, uno per l'acqua e l'altra per l'idraulica. Il filtro di ingresso dell'acqua passa prima attraverso un filtro a cartuccia da 1 micron e quindi un filtro da 0,45 micron per succhiare l'acqua di rubinetto ordinaria. Quest'acqua entra nella pompa booster. Prima che entri nella pompa del booster, la pressione della pompa del booster viene mantenuta a circa 90 psi. Qui, la pressione è aumentata a 60.000 psi. Prima che l'acqua lascia finalmente il set della pompa e raggiunga la testa di taglio attraverso il gasdotto, l'acqua passa attraverso l'assorbitore di urti. Il dispositivo può sopprimere le fluttuazioni della pressione per migliorare la coerenza ed eliminare gli impulsi che lasciano segni sul pezzo.
Nel circuito idraulico, il motore elettrico tra i motori elettrici disegna olio dal serbatoio dell'olio e lo pressurizza. L'olio pressurizzato scorre al collettore e la valvola del collettore inietta alternativamente l'olio idraulico su entrambi i lati del gruppo biscotto e stantuffo per generare l'azione della corsa del booster. Poiché la superficie dello stantuffo è inferiore a quella del biscotto, la pressione dell'olio "migliora" la pressione dell'acqua.
Il booster è una pompa alternativa, il che significa che il gruppo biscotto e stantuffo eroga acqua ad alta pressione da un lato del booster, mentre l'acqua a bassa pressione riempie l'altro lato. Il ricircolo consente inoltre di raffreddare l'olio idraulico quando torna al serbatoio. La valvola di ritegno garantisce che l'acqua a bassa pressione e ad alta pressione possa fluire solo in una direzione. I cilindri ad alta pressione e i tappi terminali che incapsulano i componenti dello stantuffo e dei biscotti devono soddisfare requisiti speciali per resistere alle forze del processo e ai cicli di pressione costante. L'intero sistema è progettato per fallire gradualmente e le perdite scorreranno su speciali "fori di scarico", che possono essere monitorati dall'operatore al fine di programmare meglio la manutenzione regolare.
Uno speciale tubo ad alta pressione trasporta l'acqua sulla testa di taglio. Il tubo può anche fornire la libertà di movimento per la testa di taglio, a seconda delle dimensioni del tubo. L'acciaio inossidabile è il materiale preferito per questi tubi e ci sono tre dimensioni comuni. I tubi in acciaio con un diametro di 1/4 di pollice sono abbastanza flessibili da connettersi alle attrezzature sportive, ma non sono raccomandati per il trasporto a lunga distanza di acqua ad alta pressione. Poiché questo tubo è facile da piegare, anche in un rotolo, una lunghezza di 10-20 piedi può ottenere il movimento X, Y e Z. Tubi più grandi da 3/8 pollici da 3/8 pollici di solito trasportano acqua dalla pompa al fondo dell'attrezzatura in movimento. Sebbene possa essere piegato, generalmente non è adatto alle apparecchiature di movimento della conduttura. Il tubo più grande, che misura 9/16 pollici, è meglio per trasportare acqua ad alta pressione a lunghe distanze. Un diametro maggiore aiuta a ridurre la perdita di pressione. I tubi di queste dimensioni sono molto compatibili con pompe di grandi dimensioni, poiché una grande quantità di acqua ad alta pressione ha anche un rischio maggiore di potenziale perdita di pressione. Tuttavia, i tubi di queste dimensioni non possono essere piegati e gli angoli devono essere installati agli angoli.
La macchina per taglio a getto d'acqua puro è la prima macchina per taglio a getto d'acqua e la sua storia può essere fatta risalire ai primi anni '70. Rispetto al contatto o all'inalazione di materiali, producono meno acqua sui materiali, quindi sono adatti per la produzione di prodotti come interni automobilistici e pannolini usa e getta. Il fluido è molto sottile da 0,004 pollici a 0,010 pollici di diametro e fornisce geometrie estremamente dettagliate con una perdita di materiale molto ridotta. La forza di taglio è estremamente bassa e il fissaggio è generalmente semplice. Queste macchine sono più adatte per il funzionamento di 24 ore.
Quando si considera una testa di taglio per una macchina a getto d'acqua puro, è importante ricordare che la velocità di flusso è i frammenti microscopici o le particelle del materiale di lacerazione, non la pressione. Per ottenere questa velocità ad alta velocità, l'acqua pressurizzata scorre attraverso un piccolo foro in una gemma (di solito un zaffiro, rubino o diamante) fisso all'estremità dell'ugello. Il taglio tipico utilizza un diametro dell'orifizio da 0,004 pollici a 0,010 pollici, mentre applicazioni speciali (come il calcestruzzo spruzzato) possono utilizzare dimensioni fino a 0,10 pollici. A 40.000 psi, il flusso dall'orifizio viaggia a una velocità di circa Mach 2 e a 60.000 psi, il flusso supera Mach 3.
Gioielli diversi hanno competenze diverse nel taglio del jotto d'acqua. Lo zaffiro è il materiale più comune per scopi generali. Durano circa 50-100 ore di tempo di taglio, sebbene l'applicazione abrasiva del jojet si dimetta in questi tempi. I rubini non sono adatti per il taglio del gigo puro, ma il flusso d'acqua che produce è molto adatto per il taglio abrasivo. Nel processo di taglio abrasivo, il tempo di taglio per i rubini è di circa 50 a 100 ore. I diamanti sono molto più costosi degli zaffiri e dei rubini, ma il tempo di taglio è compreso tra 800 e 2.000 ore. Ciò rende il diamante particolarmente adatto per il funzionamento di 24 ore. In alcuni casi, l'orifizio di diamanti può anche essere pulito e riutilizzato in ultrasuoni.
Nella macchina abrasiva per il getto d'acqua, il meccanismo di rimozione del materiale non è il flusso d'acqua stesso. Al contrario, il flusso accelera le particelle abrasive per corrodere il materiale. Queste macchine sono migliaia di volte più potenti delle macchine da taglio a getto d'acqua puro e possono tagliare materiali duri come metallo, pietra, materiali compositi e ceramiche.
Il flusso abrasivo è più grande del flusso di getto d'acqua puro, con un diametro tra 0,020 pollici e 0,050 pollici. Possono tagliare pile e materiali di spessore fino a 10 pollici senza creare zone affetti da calore o sollecitazione meccanica. Sebbene la loro forza sia aumentata, la forza di taglio del flusso abrasivo è ancora inferiore a una libbra. Quasi tutte le operazioni di getto abrasive utilizzano un dispositivo a getto e possono facilmente passare dall'uso a testa singola all'uso a più testa e anche il getto d'acqua abrasivo può essere convertito in un getto d'acqua puro.
L'abrasivo è duro, appositamente selezionato e dimensionato di sabbia-di solito. Diverse dimensioni della griglia sono adatte per lavori diversi. Una superficie liscia può essere ottenuta con abrasivi a 120 mesh, mentre a 80 abrasivi a maglie hanno dimostrato di essere più adatti per applicazioni per scopi generali. La velocità di taglio abrasiva da 50 mesh è più veloce, ma la superficie è leggermente più ruvida.
Sebbene i getti d'acqua siano più facili da usare rispetto a molte altre macchine, il tubo di miscelazione richiede attenzione all'operatore. Il potenziale di accelerazione di questo tubo è come una canna del fucile, con dimensioni diverse e una durata di sostituzione diversa. Il tubo di miscelazione di lunga durata è un'innovazione rivoluzionaria nel taglio del getto d'acqua abrasivo, ma il tubo è ancora molto fragile: se la testa di taglio viene a contatto con un dispositivo, un oggetto pesante o il materiale target, il tubo può frenare. I tubi danneggiati non possono essere riparati, quindi mantenere bassi i costi richiede una riduzione della sostituzione. Le macchine moderne di solito hanno una funzione di rilevamento delle collisioni automatiche per prevenire le collisioni con il tubo di miscelazione.
La distanza di separazione tra il tubo di miscelazione e il materiale target è generalmente da 0,010 pollici a 0,200 pollici, ma l'operatore deve tenere presente che una separazione maggiore di 0,080 pollici causerà la glassa sulla parte superiore del bordo tagliato della parte. Il taglio subacqueo e altre tecniche possono ridurre o eliminare questa glassa.
Inizialmente, il tubo di miscelazione era realizzato in carburo di tungsteno e aveva una durata di una durata di quattro o sei ore di taglio. I tubi compositi a basso costo di oggi possono raggiungere una durata di taglio da 35 a 60 ore e sono raccomandati per un taglio approssimativo o per la formazione di nuovi operatori. Il tubo in carburo cementato composito estende la sua durata di servizio a 80-90 ore di taglio. Il tubo in carburo cementato composito di alta qualità ha una durata di taglio da 100 a 150 ore, è adatto per la precisione e il lavoro quotidiano e presenta l'usura concentrica più prevedibile.
Oltre a fornire movimento, le macchine utensili a getto d'acqua devono includere anche un metodo per proteggere il pezzo e un sistema per la raccolta e la raccolta di acqua e detriti dalle operazioni di lavorazione.
Le macchine stazionarie e monodimensionali sono i magli più semplici. I getti d'acqua fissi sono comunemente usati in aerospace per tagliare i materiali compositi. L'operatore alimenta il materiale nel torrente come una sega a band, mentre il catcher raccoglie il torrente e i detriti. La maggior parte dei gigante stazionari sono gigo puri, ma non tutti. La macchina a fessura è una variante della macchina fissa, in cui i prodotti come la carta vengono alimentati attraverso la macchina e il getto d'acqua taglia il prodotto in una larghezza specifica. Una macchina incrociata è una macchina che si muove lungo un asse. Spesso lavorano con macchine a fessura per creare motivi a griglia su prodotti come distributori automatici come i brownies. La macchina a fessura taglia il prodotto in una larghezza specifica, mentre la macchina a taglio incrociato si incrocia il prodotto alimentato sotto di esso.
Gli operatori non devono utilizzare manualmente questo tipo di jozze d'acqua abrasivo. È difficile spostare l'oggetto tagliato a una velocità specifica e coerente ed è estremamente pericoloso. Molti produttori non citeranno nemmeno macchine per queste impostazioni.
Il tavolo XY, chiamato anche una macchina da taglio a letto, è la macchina da taglio a getto d'acqua bidimensionale più comune. I getti di acqua pura tagliano guarnizioni, plastiche, gomma e schiuma, mentre i modelli abrasivi tagliavano metalli, compositi, vetro, pietra e ceramiche. Il banco da lavoro può essere piccolo quanto 2 × 4 piedi o grande quanto 30 × 100 piedi. Di solito, il controllo di queste macchine utensili è gestito da CNC o PC. I servi motori, di solito con feedback a circuito chiuso, garantiscono l'integrità della posizione e della velocità. L'unità di base include guide lineari, alloggiamenti per cuscinetti e azionamenti a vite a sfere, mentre l'unità del ponte include anche queste tecnologie e il serbatoio di raccolta include il supporto del materiale.
I banchi da lavoro XY di solito sono disponibili in due stili: il banco da lavoro in gantry a mezzogiorno include due binari di guida di base e un ponte, mentre il banco da lavoro a sbalzo utilizza una base e un ponte rigido. Entrambi i tipi di macchine includono una qualche forma di regolazione dell'altezza della testa. Questa regolabilità dell'asse Z può assumere la forma di una manovella manuale, una vite elettrica o una vite servo completamente programmabile.
Il pozzetto sul banco da lavoro XY è di solito un serbatoio d'acqua pieno d'acqua, che è dotato di griglie o doghe per supportare il pezzo. Il processo di taglio consuma questi supporti lentamente. La trappola può essere pulita automaticamente, i rifiuti sono immagazzinati nel contenitore o può essere manuale e l'operatore spala regolarmente la lattina.
All'aumentare della proporzione di oggetti senza superfici piane, le capacità a cinque assi (o più) sono essenziali per il moderno taglio del gigo. Fortunatamente, la testa di taglierina leggera e la bassa forza di rinculo durante il processo di taglio forniscono agli ingegneri di progettazione una libertà che la fresatura ad alto carico non ha. Il taglio a cinque assi del gigante inizialmente utilizzava un sistema di modelli, ma gli utenti si sono presto rivolti a cinque assi programmabili per sbarazzarsi del costo del modello.
Tuttavia, anche con software dedicato, il taglio 3D è più complicato del taglio 2D. La parte di coda composita del Boeing 777 è un esempio estremo. Innanzitutto, l'operatore carica il programma e programmi lo staff flessibile "Pogostick". La gru sopraelevata trasporta il materiale delle parti e la barra a molla è svitata a un'altezza adeguata e le parti sono fisse. Lo speciale asse Z non tagliato utilizza una sonda di contatto per posizionare accuratamente la parte nello spazio e i punti campione per ottenere l'elevazione e la direzione corretti della parte. Successivamente, il programma viene reindirizzato alla posizione effettiva della parte; La sonda si ritrae per fare spazio all'asse z della testa di taglio; Il programma funziona per controllare tutti e cinque gli assi per mantenere il taglio della testa di taglio alla superficie e per funzionare come viaggio richiesto a velocità precisa.
Gli abrasivi sono necessari per tagliare materiali compositi o qualsiasi metallo più grande di 0,05 pollici, il che significa che l'espulso deve essere impedito di tagliare la barra a molla e il letto degli strumenti dopo il taglio. La cattura di punti speciale è il modo migliore per ottenere il taglio a cinque assi. I test hanno dimostrato che questa tecnologia può fermare un aereo a reazione da 50 cavalli al di sotto di 6 pollici. Il telaio a forma di C collega il ricevitore al polso dell'asse z per catturare correttamente la palla quando la testa taglia l'intera circonferenza della parte. Il point catcher interrompe anche l'abrasione e consuma sfere in acciaio a una velocità di circa 0,5 a 1 libbra all'ora. In questo sistema, il getto viene interrotto dalla dispersione dell'energia cinetica: dopo che il getto entra nella trappola, incontra la sfera in acciaio contenuta e la sfera di acciaio ruota per consumare l'energia del getto. Anche quando orizzontale e (in alcuni casi) a testa in giù, il catcher spot può funzionare.
Non tutte le parti a cinque assi sono ugualmente complesse. All'aumentare della dimensione della parte, la regolazione del programma e la verifica della posizione della parte e la precisione del taglio diventano più complicate. Molti negozi usano macchine 3D per un semplice taglio 2D e un taglio 3D complesso ogni giorno.
Gli operatori dovrebbero essere consapevoli del fatto che esiste una grande differenza tra accuratezza delle parti e precisione del movimento della macchina. Anche una macchina con precisione quasi perfetta, movimento dinamico, controllo della velocità e un'eccellente ripetibilità potrebbe non essere in grado di produrre parti "perfette". L'accuratezza della parte finita è una combinazione di errore di processo, errore della macchina (prestazioni XY) e stabilità del pezzo (dispositivo, planarità e stabilità della temperatura).
Quando si tagliano materiali con uno spessore inferiore a 1 pollice, l'accuratezza del getto d'acqua è generalmente compresa tra ± 0,003 e 0,015 pollici (da 0,07 a 0,4 mm). L'accuratezza dei materiali di spessore superiore a 1 pollice è compresa tra ± 0,005 e 0,100 pollici (da 0,12 a 2,5 mm). La tabella XY ad alte prestazioni è progettata per una precisione di posizionamento lineare di 0,005 pollici o superiore.
I potenziali errori che influenzano l'accuratezza includono errori di compensazione dello strumento, errori di programmazione e movimento della macchina. La compensazione dello strumento è l'input del valore nel sistema di controllo per tenere conto della larghezza di taglio del getto, ovvero la quantità di percorso di taglio che deve essere ampliata affinché la parte finale ottenga la dimensione corretta. Per evitare potenziali errori nei lavori ad alta precisione, gli operatori dovrebbero eseguire tagli di prova e comprendere che la compensazione degli utensili deve essere regolata per abbinare la frequenza dell'usura del tubo di miscelazione.
Gli errori di programmazione si verificano più spesso perché alcuni controlli XY non visualizzano le dimensioni sul programma di parti, rendendo difficile rilevare la mancanza di corrispondenza dimensionale tra il programma part e il disegno CAD. Aspetti importanti del movimento della macchina che possono introdurre errori sono il divario e la ripetibilità nell'unità meccanica. Anche la regolazione del servo è importante, poiché una regolazione del servo impropria può causare errori nelle lacune, ripetibilità, verticalità e chiacchiere. Piccole parti con una lunghezza e una larghezza di meno di 12 pollici non richiedono tante tabelle XY quanto grandi parti, quindi la possibilità di errori di movimento della macchina è inferiore.
Gli abrasivi rappresentano i due terzi dei costi operativi dei sistemi di jozze d'acqua. Altri includono energia, acqua, aria, guarnizioni, valvole di controllo, orifizi, tubi di miscelazione, filtri di ingresso dell'acqua e pezzi di ricambio per pompe idrauliche e cilindri ad alta pressione.
All'inizio l'operazione a piena potenza sembrava più costosa, ma l'aumento della produttività ha superato il costo. All'aumentare della portata abrasiva, la velocità di taglio aumenterà e il costo per pollice diminuirà fino a raggiungere il punto ottimale. Per la massima produttività, l'operatore dovrebbe eseguire la testa di taglio alla velocità di taglio più rapida e la potenza massima per un uso ottimale. Se un sistema da 100 cavalli può eseguire solo una testa da 50 cavalli, eseguire due teste sul sistema può raggiungere questa efficienza.
L'ottimizzazione del taglio abrasivo per il getto d'acqua richiede attenzione alla situazione specifica a portata di mano, ma può fornire eccellenti aumenti di produttività.
Non è saggio tagliare un gap d'aria maggiore di 0,020 pollici perché il getto si apre nello spazio e riduce approssimativamente livelli più bassi. Immergere strettamente i fogli di materiale può impedirlo.
Misurare la produttività in termini di costo per pollice (ovvero il numero di parti prodotte dal sistema), non il costo all'ora. In effetti, è necessaria una rapida produzione per ammortizzare i costi indiretti.
I maschi che spesso perforano i materiali compositi, il vetro e le pietre dovrebbero essere dotati di un controller in grado di ridurre e aumentare la pressione dell'acqua. Assistenza al vuoto e altre tecnologie aumentano la probabilità di trafiggere con successo materiali fragili o laminati senza danneggiare il materiale target.
L'automazione della movimentazione dei materiali ha senso solo quando la gestione dei materiali rappresenta gran parte del costo di produzione delle parti. Le macchine abrasive a getto d'acqua di solito usano lo scarico manuale, mentre il taglio della piastra utilizza principalmente l'automazione.
La maggior parte dei sistemi a getto d'acqua utilizza l'acqua di rubinetto ordinaria e il 90% degli operatori del jojet watering non si preparano oltre ad ammorbidire l'acqua prima di inviare l'acqua al filtro di ingresso. L'uso di osmosi inversa e deionizzatori per purificare l'acqua può essere allettante, ma la rimozione di ioni rende più facile per l'acqua assorbire ioni dai metalli nelle pompe e tubi ad alta pressione. Può prolungare la durata dell'orifizio, ma il costo di sostituzione del cilindro ad alta pressione, la valvola di controllo e il coperchio finale è molto più elevato.
Il taglio subacqueo riduce la glassa di superficie (nota anche come "fogging") sul bordo superiore del taglio abrasivo per il taglio del gigo, riducendo anche notevolmente il rumore del getto e il caos sul posto di lavoro. Tuttavia, ciò riduce la visibilità del getto, quindi si raccomanda di utilizzare il monitoraggio delle prestazioni elettroniche per rilevare le deviazioni dalle condizioni di picco e fermare il sistema prima di qualsiasi danno da componente.
Per i sistemi che utilizzano diverse dimensioni dello schermo abrasive per lavori diversi, utilizzare ulteriori archiviazioni e misurazione per dimensioni comuni. Le piccole valvole di misurazione di mesche da 500 a 2.000 libbre) piccole (100 libbre) consentono una rapida commutazione tra le dimensioni delle mesh della schermata, riducendo i tempi di inattività e la seccatura, aumentando la produttività.
Il separatore può tagliare efficacemente i materiali con uno spessore inferiore a 0,3 pollici. Sebbene queste alette possano di solito garantire una seconda macinatura del rubinetto, possono ottenere una movimentazione di materiali più rapida. I materiali più duri avranno etichette più piccole.
Macchina con getto d'acqua abrasivo e controlla la profondità di taglio. Per le parti giuste, questo processo nascente può fornire un'alternativa avvincente.
Sunlight-Tech Inc. ha utilizzato centri di micromachining laser e micromizzazione di micromizzazione di Micromachining e micromilling per produrre parti con tolleranze inferiori a 1 micron.
Il taglio del jojet occupa un posto nel campo della produzione di materiali. Questo articolo esamina come funzionano i magli per il tuo negozio e esamina il processo.
Tempo post: settembre-04-2021