برش با آب یا برش واتر جت چیست؟ رقیبی قدر برای برش لیزر!

برش واتر جت (Abrasive Water Jet Cutting) که طور خلاصه به عنوان واتر جت شناخته می شود، یک ابزار برش صنعتی است. این کاتر می تواند با استفاده از پمپ، آب را با فشار بسیار بالا (معمولا 900 متر بر ثانیه) به یک نازل وارد کند و مواد مختلفی را برش دهد. برای مثال در کارواش ها، با استفاده از این روش، خودروها را تمیز می کنند. حتی با استفاده از دستگاه برش لیزر می توان طرح های مختلفی بر روی انواع فلزات و غیر فلزات مثل طرح های روی بدنه خودرو طراحی کرد.

در این تکنیک، آب ممکن است با یک ماده ساینده مخلوط شود یا مخلوط نشود. برش با جریان های آب خالص به عنوان برش واتر جت خالص، Pure water jet cutting نامیده می شود، در حالی که برش با مخلوط آب و ماده ساینده به نام ابرسیو (abrasive) به عنوان برش واترجت ساینده، Abrasive water jet cutting نامیده می شود. مخلوط آب و مواد ساینده با فشار ۴۰۰۰ تا ۶۲۰۰ بار (بسته به قدرت پمپ) از نازل خارج می شود.

مهم ترین کاربردهای برش واترجت | سونیک داستان!

سه کاربرد اصلی واترجت در تمیزکاری، آماده سازی سطوح و برش مواد است که هر کدام از این فعالیت ها در صنایع مختلف کاربرد دارد.

تمیزکاری

تمیزکاری قطعات، تجهیزات و محوطه ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. نیروگاه ها، مجتمع های پتروشیمی و کارخانه های صنعتی از این روش برای تمیز کردن سطوحی همچون دیگ بخار، کوره، سیکلون، مخزن، راکتور سیستم پایپینگ و … استفاده می شود.

آماده سازی سطح

فشار بالای آب باعث از بین بردن انواع رنگ، چربی، زنگ زدگی و هرگونه مواد اضافی از روی سطوح می شود.

انواع موادها مانند برش سنگ با آب

برش یکی از مهمترین کاربردهای برش واتر جت است که امکان برش مواد نرم تا سخت را انجام می دهد. از این کاربرد در صنعت برشکاری و ماشین کاری استفاده می شود. در ساختمان سازی می توان با این روش به ساخت الگوهای تزئینی مانند سنگ های ساختمانی استفاده کرد. ساخت پلاک و حروف فلزی یا سنگی یا برش قطعات سرامیکی و برش فلزات از دیگر استفاده های واترجت است. 

اجزای دستگاه واتر جت (دستگاه CNC)

دستگاه واترجت دارای 7 بخش است که در ادامه به آنها اشاره می شود:

• پمپ آب فشار قوی: از اجزای اصلی دستگاه واتر جت، پمپ آب است. نقش این پمپ، تامین جریان آب تحت فشار آب برای فرایند برشکاری است.
• سیستم کنترل کننده مبتنی بر کامپیوتر یا بخش هوشمند دستگاه واترجت: کار با این سیستم که برای افرادی که با این سیستم آشنایی کامل ندارند، هم آسان است. فرآیند کار آن اینگونه است که یک دستگاه کامپیوتر که توانمندی پذیرش نصب برنامه های تخصصی واترجت را دارد، بر روی دستگاه اصلی نصب می شود. فرامین و برنامه های مربوط به برش ابتدا در این کامپیوتر طرح ریزی می شوند.
• سر برش چند قسمتی: به عنوان یک گزینه اضافی در واترجت‌ ها تعبیه می شوند که برای تعیین زاویه مورد استفاده قرار می گیرد. این سر برش چند محوری، تحت کنترل رایانه است.
• نازل ساینده واترجت: مخلوطی از ذرات آب و ذرات ساینده از طریق یک لوله ای از جنس سرامیکی کاربید تنگستن یا دیگر مواد مقاوم در برابر سایش عبور می کند. ماده مایع ساینده برای برش اجسام با سرعت بسیار بالا از نازل خارج می شود.
• محافظ مخزن: مخزن محافظ پر از آب، انرژی جت ساینده را پس از برش از طریق موادی پراکنده می کند.
• مخزن محافظ ساینده: مخزن محافظ ساینده، میزان جریان ذرات ساینده به نازل را می‌سنجند.
• سیستم گذر X و Y: سیستم گذر X-Y به هدایت دقیق نازل جهت برش قسمت هایی از جسم مورد نظر استفاده می شود.

سرعت سونیک وار از واتر جت!

سرعت دستگاه برش واتر جت به ساختار ماده، ضخیم بودن و کیفیت مطلوب برش و واشرهای مورد استفاده در دستگاه دارد. این واشرها قابلیت حرکتی بین 1/0 تا 3000 اینچ در هر دقیقه است. سرعت برش واتر جت بر اساس این فاکتورها مشخص می شود:

• فشار برش
• اندازه روزنه نازل
• کانون مجرای برش
• قدرت پمپ های فشار 

طرز کار برش واتر جت | فرز و سریع با دقت بالا!

در نگاه اول، مراحل برش قطعات با کمک واترجت کار پیچیده ای نیست. جریان انتقال آب به پمپ فشار قوی و افزایش فشار آب توسط پمپ و بعد از آن هم ترکیب ذرات ساینده با آب از مهمترین فرایندهای انجام کار است که در ادامه با جزئیات بیشتری بیان می شود:

فرایند برشکاری با جت آبی را می‌توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1- در ابتدا برای برش، پمپ، آب مورد نیاز را که توسط یک مخزن تهیه می شود، برای افزایش فشار به درون خود می کشد.

2- پمپ، این آب پرفشار را به سمت نازل هدایت می کند. به کمک آکومولاتور، آب پرفشار به طور پیوسته به خطوط متصل به نازل منتقل می شود.

3- یک اوریفیس الماسی با قطر کوچک، در درون نازل قرار دارد که سرعت جریان آب عبوری را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد. این سرعت به سرعتی بالاتر از سرعت صوت می رسد و باعث ایجاد جت آب پیوسته می شود.

4- در این مرحله مقدار مواد ساینده تعیین می شود. این کار توسط سیستم کنترل کامپیوتری انجام می شود.

5- جت آب پس از عبور از یک لوله ونتوری با مقدار مشخصی از مواد ساینده ترکیب خواهد شد. بین مجرای ورود مواد ساینده و اوریفیس، فاصله مشخصی وجود دارد. سرعت بالای آب خروجی از اوریفیس باعث ایجاد خلا در این ناحیه و مکش ذرات ساینده به درون نازل می‌شود.

6- مخلوط دوغابی حاصل از ترکیب آب و ذرات ساینده، با عبور از لوله اختلاط به وجود می آید.

7- دوغاب به وجود آماده، از طریق حفره انتهایی نازل، به شکل یک جریان پیوسته، با فشار و سرعت بالا به سطح قطعه ریخته می شود.

8- اصطکاک ایجاد شده از برخورد دوغاب با سطح قطعه، باعث فرسایش سریع سطح می شود.

لیزر کفش، یکی از پردرامدترین کسب و کارهای برش لیزر!

مزایای برش واترجت چیست؟

سرعت بالای استفاده از واتر جت به نسبت لیزر، یکی از مهمترین مزایای این روش است. در ادامه موارد بیشتری از مزایا را بیان می کنیم:

• ایجاد برش های پیچیده با استفاده از این روش
• در فرآیند ماشین کاری، گردو غباری ایجاد نمی شود.
• این روش هزینه نگهداری و کارکرد کمتری دارد.
• اختلالی در متریال برش داده شده (همچون تغییر شکل فیزیکی، ذوب شدن لبه برش در هنگام توقف زیاد نازل و تولید دود سمی) با این روش ایجاد نمی شود؛ چون هیچ منطقه ای تحت تاثیر گرما (HAZ) نیست؛ ماهیت برش واترجت سرد است.
• توانایی برش مواد سخت با ضخامت زیاد
• توانایی برش هر ماده ای توسط واترجت وجود دارد و محدودیتی در جنس مواد وجود ندارد.

معایب برش با آب چیست؟

هزینه اولیه برای سرمایه گذاری در این کار به نسبت سایر روش ها بالاتر است: هزینه خرید تجهیزات و تهیه مواد ساینده زیاد است. هرچند در دراز مدت و در مقیاس بزرگ، هزینه های سرمایه گذاری در زمان کوتاهی به دلیل هزینه های عملیاتی پایین، جبران می شود، اما تعویض و نگهداری قطعاتی مانند اوریفیس و همچنین تامین تجهیزات اضافی برای افزایش کیفیت برش هزینه بر هستند.

چه موادی توسط برش واتر جت برش داده می شود؟

به طور کلی دو دسته از مواد را می تواند برش دهد. برش غیر فلزات و فلزات! انواع مختلفی از مواد مانند شیشه، پارچه، سنگ، فلز، مواد غذایی، پلاستیک، چرم، کاغذ، چوب، کامپوزیت ‌ها و مواد دیگر با سختی‌های متفاوت قابلیت برش توسط واتر جت را دارند. همچنین الماس را نیز می توان با استفاده از جت آب برش داد.

در آخر، قابلیت دستگاه برش آب

برش واتر جت یا برش با آب یکی از روش‌ های ماشین‌ کاری به روش CNC است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. واترجت به فناوری استفاده از جریان پرفشار آب در برش کاری گفته می شود. استفاده از این تکنیک به علت مزایای زیادی همچون قابلیت استفاده برای بسیاری از مواد و هزینه معقول تر، برای صنایع مختلف با سرعت زیاد قابل گسترش است.

خیام لیزر، همکار و دوست شما در انواع خدمات برش و جوشکاری توسط انواع دستگاه لیزر آرزوی موفقیت برای شما دارد.