산업기술
산업 제조
워터 제트 가공 (WJM), 워터 제트 절단이라고도 함 는 고속의 물 분사를 사용하여 공작물의 표면에서 재료를 제거하는 비전통적인 가공 공정입니다.
이 과정에서 워터 제트가 사용되며 워터 톱 형태의 장치 역할을 합니다. 이 과정에서 물이 빠르게 상승하여 대상 공작물에 집중됩니다.
그것은 고속 및 고압에서 워터 제트 재료 및 일부 금속에 혼합된 연마 입자를 사용할 수 있습니다. 일부 공정에서는 연마제를 전혀 사용하지 않으며 이를 순수 제트 가공 공정이라고 합니다.
이 가공 공정은 200~400MPa 범위의 수압을 사용합니다. 압력은 재료를 추출할 공작물에 따라 다릅니다. 이 과정은 물 침식의 자연 현상과 유사합니다.
주로 플라스틱, 고무, 유리와 같은 비금속 및 연질 가공물의 재료를 제거하는 데 사용됩니다. 이 과정에서 고속 워터 제트를 사용하여 공작물에서 재료를 제거합니다. 이 프로세스의 기본 원리는 워터젯의 운동 에너지가 공작물에서 재료를 제거하기 위해 압력 에너지로 변환되어야 한다는 것입니다.
워터 제트가 운동 에너지로 워크와 충돌하면 운동 에너지가 압력 에너지로 변환됩니다. 이 가압된 에너지는 공작물에 응력을 일으키고 결과적으로 인장재가 공작물에서 멀어지기 시작합니다.
워터젯 가공의 작동 원리는 물 침식을 기반으로 합니다. . 물질은 물의 고속 제트가 표면을 때릴 때 배출됩니다. 부드러운 재료는 순수한 물 분사를 사용하여 가공됩니다. 그러나 단단한 재료를 절단하기 위해 일부 연마 입자가 물과 혼합되어 기계 가공되며, 이를 AWJM이라고 합니다. (연마 워터 제트 가공).
워터 제트 가공(WJM)의 핵심 요소는 워터 제트입니다.
저수지 가공 과정에서 사용될 물을 저장하는 데 사용됩니다. 저장소는 일반적으로 전체 설정보다 약간 위에 위치합니다.
이는 지속적이고 중단 없는 물의 흐름을 보장하기 위해 수행됩니다.
유압 펌프 30킬로와트에서 전원이 공급됩니다. (kW) 전기 모터 및 117bar의 높은 압력에서 오일 공급 강화기라고 하는 왕복 플런저 펌프를 구동하기 위해. 유압 펌프는 워터젯 절단 및 세척 응용 분야에 완벽한 유연성을 제공합니다. 또한 가공 생산성 향상을 위해 단일 또는 다중 절단 스테이션을 지원합니다.
강화제 낮은 압력(일반적으로 4bar)의 물을 받아들이고 최대 3000~4000bar의 높은 압력에서 축압기를 통해 물을 배출합니다. . 증압기는 저압 작동유의 에너지를 초고압 물로 변환합니다. 유압 시스템은 증압기 중앙 섹션의 왕복 피스톤에 유체 동력을 제공합니다.
누적기 고압수의 지속적인 흐름을 유지하고 압력 변동을 제거합니다. 증압기 피스톤이 방향을 바꿀 때 균일한 배출 압력과 물 분사 속도를 유지하기 위해 물의 압축률(3800bar에서 12%)에 의존합니다.
고압 튜브 가압된 물을 절단 헤드로 운반합니다. 일반적인 튜브 직경은 6 ~ 14mm입니다. . 이 장비는 절단 헤드의 유연한 움직임을 허용합니다. 절단 작업은 수동으로 또는 이 목적을 위해 특별히 설계된 원격 제어 밸브를 통해 제어됩니다.
워터젯 가공에서 물의 압력 에너지를 운동 에너지로 변환하는 장치입니다. 노즐 이 경우 워터 제트의 압력을 워터 제트의 고속 빔으로 변환합니다. 침식을 방지하기 위해 노즐 팁은 루비 또는 다이아몬드로 만들어집니다.
이 제어 밸브 압력과 물의 흐름을 모두 조절하고 유량 조절기로 보냅니다. 이 시점에서 압력 에너지는 운동 에너지로 변환됩니다.
유량 조절기 제어 밸브에서 나오는 물의 흐름을 조절합니다. 유량 조절기를 조정한 후 물은 노즐을 통과하여 고압의 물을 고속의 물로 변환합니다.
포수 워터 제트에 동반된 가공 파편을 수집하기 위한 저장소 역할을 합니다. 또한 소음 수준을 줄입니다 (105 데시벨(dB)) 물 분사 속도가 마하 3에서 아음속 수준으로 감소하는 것과 관련이 있습니다.
먼저 펌프 높은 속도로 물을 옮기는 데 사용됩니다. 물은 낮은 압력으로 증압기에 들어가고 약 3800bar의 높은 압력에서 어큐뮬레이터로 전달됩니다. . 어큐뮬레이터는 고압수를 일시적으로 저장하는 장치입니다.
누적기 의 고압수는 물의 방향을 제어하는 제어 밸브로 전달됩니다. 제어 밸브는 수압 에너지를 운동 에너지로 변환하고 고압수를 고속수로 변환한 다음 유량 조절기로 보냅니다.
유량 조절기 물의 유속을 조절하고 노즐로 보냅니다. 물의 운동 에너지는 노즐에서 크게 증가하고 노즐은 고속 물을 생성합니다.
그런 다음 물은 구멍을 빠져 나와 공작물을 향하게 됩니다. 워터 제트가 공작물에 도달하면 운동 에너지가 다시 압력 에너지로 변환되고 공작물은 최대 압력을 받습니다.
워터 제트의 이러한 압력은 워터 제트 바이크가 위치한 공작물 부분에 약간의 파손을 일으킬 뿐만 아니라 공작물 표면의 일부 균열을 일으키며, 워터 제트가 계속해서 공작물 표면을 때릴 때 장기간. 균열이 깊어지고 재료가 공작물에서 제거됩니다.
추출된 물질은 물로 옮겨집니다. 재료가 제거된 후 재료를 절단하는 물은 나중에 사용하기 위해 수집됩니다. 이 공정을 사용하여 절단된 칩의 일부는 이 물에 있는 재료에 존재합니다. 이 물은 추가 정화를 위해 보내지거나 전체 제트 가공 공정을 통해 재조립될 수 있습니다.
WJM은 금속, 종이, 천, 가죽, 고무, 플라스틱, 식품 및
세라믹. 기존 가공 방법의 대안으로 사용할 수 있는 다용도의 비용 효율적인 절단 프로세스입니다. 열 영향 영역, 유독 가스, 재주조 층, 가공 경화 및 열 응력을 완전히 제거합니다.
다양한 산업 분야에 사용할 수 있는 가장 유연하고 효과적인 세척 솔루션입니다. 일반적으로 절단면은 샌드블라스트 모양입니다. 또한, 더 단단한 재료는 더 나은 가장자리 마감을 나타냅니다. 일반적인 표면 마감의 범위는 1.6 µm RMS(제곱 평균 제곱근)에서 적용 분야에 따라 매우 거친 것까지입니다.
허용 오차는 얇은 재료에서 ±25 µm 범위입니다. 생성된 표면 거칠기와 공차는 가공 속도에 따라 다릅니다.
WJM의 응용 프로그램은 :-
워터젯 절단을 통해 기업은 다양한 부품과 제품을 만들 수 있습니다. 인터로킹 하드웨어(볼트, 기어 등), 자동차 부품, 전기 부품, 대형 조립 라인 품목 및 설계 프로토타입은 워터젯 절단으로 제조하는 제품의 일부일 뿐입니다. 아티스트는 워터젯 절단을 사용하여 기하학적으로 정확하거나 복잡한 예술 작품을 만들 수도 있습니다.
워터젯 절단은 본질적으로 환경에 유리한 공정입니다. 워터젯 절단은 기존의 기계 절단 시스템과 달리 냉각 또는 윤활유가 필요하지 않습니다. 이렇게 하면 화학적으로 영향을 받는 칩을 폐기할 필요가 없습니다. 워터젯은 플라즈마 또는 레이저와 같은 열 기술과 달리 절단 과정에서 유해한 연기를 생성하지 않습니다.
석류석 연마재는 무독성이며 불활성이며 절단 과정에서 금속이 거의 제거되지 않기 때문에 실제 금속이 거의 낭비되지 않습니다. 이렇게 하면 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
플로우 워터젯은 허용 오차가 매우 엄격한 제품을 생산할 수 있습니다. 일부 시스템은 0.001″만큼 낮은 허용 오차를 달성할 수 있습니다. (0.025mm). 워터젯 가공을 위한 부품 공차는 일반적으로 인치의 0.003인치에서 0.005인치 사이입니다. 1인치보다 두꺼운 재료의 경우 기계는 0.005~0.100인치(0.12~2.5mm) 범위의 공차를 가진 부품을 생성합니다.
제어 및 기계 구조와 같은 기술의 차이로 인해 허용 오차는 제조업체마다 크게 다릅니다.
워터젯 절단 압력은 일반적으로 50,000~60,000PSI 범위입니다. 많은 최신 시스템은 제곱인치당 90,000파운드로 압력을 받습니다. 그런 다음 물은 다이아몬드나 사파이어로 가공된 작은 구멍을 통해 배출되며 일반적으로 직경이 5~15/15인치입니다. 그 결과 물의 흐름은 음속보다 빠르게 이동하는 초음속입니다. 다행히 유속은 분당 약 1/2갤런으로 비교적 낮습니다.
피부를 관통하는 워터 제트, 날아오는 파편에 맞고 소음에 노출되는 것은 모두 워터 제트 가공과 관련된 일반적인 위험 및 우려 사항입니다. 제한된 공간에서의 작업, 추락 위험, 호흡기 및 눈 위험, 감전, 위험 물질에 대한 잠재적 노출은 모두 고압 물 분사와 관련된 위험입니다.
질문. 재료 제거를 위한 워터젯 가공의 핵심 요소는 무엇입니까?
a) 도구 홀더
b) 공작물
c) 워터 제트
d) 전원
답변: 씨
설명: 워터젯은 공작물을 절단하고 재료를 제거하는 데 사용되는 것입니다.
질문. 다음 중 워터젯 가공의 가공 시스템에 속하지 않는 것은?
a) 변환기
b) 어큐뮬레이터
c) 제트 절단 노즐
d) 유압 펌프
답변: ㅏ
설명: 변환기는 워터젯 가공의 일부가 아니며 기타 구성 요소는 WJM에 속합니다.
질문. 워터 제트 가공에서 워터 제트 기류의 속도는 얼마입니까?
가) 100m/초
b) 300m/초
다) 700m/초
d) 900m/초
답변: 디
설명:워터제트 가공에 사용되는 워터제트 기류의 속도는 약 900m/sec입니다.
질문. 연마제 제트 가공을 사용하여 가공할 수 없는 재료 유형은 무엇입니까?
a) 부드러운 재료
b) 단단한 재료
c) 가공이 어려운 재료
d) 언급된 사항 없음
답변: ㅏ
설명:캔디바, 얇은 침엽수 등과 같은 부드러운 재료는 AJM을 사용하여 가공할 수 없습니다.
워터 제트 가공(WJM)은 워터 제트 절단이라고도 합니다. 그것은 고속의 물 분사를 사용하여 공작물의 표면에서 재료를 제거하는 비전통적인 가공 공정으로 정의됩니다. WJM은 플라스틱, 고무 또는 나무와 같은 부드러운 재료를 절단하는 데 사용할 수 있습니다.
연마 제트 가공에서 고압 공기 또는 가스에 의해 운반되는 집중된 연마 입자 흐름이 노즐을 통해 작업 표면에 충돌하도록 만들어지고 작업 재료는 고속 연마 입자에 의한 침식에 의해 제거됩니다. .
WJM 프로세스는 절단, 드릴링, 디버링 및 와이어 스트립핑 등과 같은 다양한 가공 작업에 성공적으로 적용되었습니다. 또한 표면 처리, 세척, 텍스처링 및 마무리 등과 같은 표면 엔지니어링 분야에도 적용되었습니다.
직업 상점
교육
항공우주
식품 가공 장비
테스트
금속 서비스 센터
Norman Franz 박사
산업기술
오늘 기계 포스트에서는 연마 워터젯 가공과 워터 제트 머시닝이라는 고급 제조 프로세스 유형과 이 둘의 차이점을 살펴보겠습니다. 워터젯 가공이란 무엇이며 어떻게 작동하는지 이해하는 것으로 시작하겠습니다. 그 후에 장점, 단점 및 응용 프로그램에 대해 논의합니다. 워터젯 가공에 대한 PDF 사본 받기 이 기사의 끝에서. 그래서 더 이상 고민하지 않고 시작하겠습니다! 목차 워터 제트 가공이란 무엇입니까? WJM의 작동 원리 워터젯 기계 제작 워터젯 가공 작업 워터젯 가공으로 가공 가능한 소재 워터젯 가공의 응용 워터젯 가공의
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