워터 제트 가공:PDF로 작업, 부품, 장점 및 응용

오늘 기계 포스트에서는 "연마 워터젯 가공"과 "워터 제트 머시닝"이라는 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!

워터 제트 가공이란 무엇입니까?

워터 제트 머시닝(WJM)은 고속의 워터 제트가 공작물을 때리고 공작물 재료의 침식으로 인해 기계가공을 일으키는 고급 제조, 비전통적인 기계 가공 공정입니다.

WJM 공정에서 노즐에서 나오는 물의 압력은 60,000psi 또는 4136.85bar입니다.

이것은 압력이 정상 대기압(1bar)의 거의 4000배임을 의미합니다.

단순한 워터젯 가공 공정으로는 단단한 재료를 가공할 수 없습니다. 고무, ABS, 가죽, 나무, 플라스틱 등과 같은 부드러운 재료에만 사용할 수 있습니다.  

따라서 알루미늄, 강철, 화강암, 주철 등과 같은 경질 재료를 가공하기 위해 연마 입자가 물 분사와 혼합되어 물 분사 가공 공정의 가공 능력을 높입니다.

이 프로세스는 기계적 수단으로 공작물을 가공하는 초음파 가공 및 연마 제트 가공과 유사합니다. 이 가공 공정은 정밀하고 자동화된 제어를 위해 CNC 기계와 쌍을 이룹니다.

WJM의 작동 원리

워터젯 가공 공정은 고속의 물 분사가 공작물에 부딪힐 때 공작물 재료의 침식에 의해 공작물의 가공이 발생하는 원리에 따라 작동합니다.

간단한 워터 제트 기계의 구성 및 작동은 연마 기계와 거의 유사합니다. 따라서 연마제 제트 기계의 구성 및 작동을 살펴 보겠습니다.

워터젯 기계 건설

다음은 워터 제트 가공 공정의 주요 부분입니다.

• 저수지
• 유압 펌프
• 유압 증압기
• 누적기
• 방향 제어 밸브
• 유량 조절 밸브
• 혼합실
• 노즐
• 연마 입자 공급기
• 포수

저수지

저수조는 워터제트 가공 공정에 사용되는 물을 저장하는 데 사용됩니다.

유압 펌프

펌프는 물의 순환을 담당하며 증압기로 보내기 전에 대기압에서 약 5bar로 물의 압력을 높이는 데 사용됩니다.

유압 증압기 

이것은 금속을 절단할 수 있는 엄청난 양의 압력을 생성하는 장치입니다. 유압 증압기는 펌프에서 약 5bar의 가압된 물을 받아 약 4000bar 또는 약 60,000psi로 증가시킵니다.

누적기

고압수는 어큐뮬레이터에 저장되어 필요할 때 노즐로 공급됩니다. 어큐뮬레이터는 또한 공정 중 물 공급의 변동을 방지합니다. 워터젯 가공의 어큐뮬레이터는 "물의 압축성 속성에 의존합니다. "로 균일한 토출압력을 유지합니다.

방향 제어 밸브

이름에서 알 수 있듯이 방향 제어 밸브는 물의 방향을 제어하여 워터 제트 가공 공정을 제어하는 ​​데 사용됩니다.

유량 조절 밸브

방향 제어 밸브 뒤에 유량 제어 밸브가 배치되어 노즐에서 나오는 물의 흐름이나 속도를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

혼합실

그것은 연마 입자가 물줄기와 섞이는 곳입니다.

노즐

노즐은 물의 압력 에너지를 운동 에너지로 변환하여 물의 운동 에너지를 증가시키는 기능을 하는 단면을 줄이는 장치입니다.

노즐은 물의 속도를 초음속으로 증가시킵니다. 물 분사에 의한 노즐 자체의 침식을 방지하기 위해 다이아몬드 또는 텅스텐 카바이드와 같은 단단한 재료.

이것은 연마 입자와 워터 제트의 혼합을 보여주는 노즐의 상세도입니다. 여기서 그림에 표시된 부분은 다음과 같습니다.  

• 1:고압 워터 제트.
• 2:단단한 재료(루비 또는 다이아몬드).
• 3:연마 입자(석류석).
• 4:혼합 튜브.
• 5:경비.
• 6:워터젯 절단.
• 7:공작물  

연마 입자 공급기

연마 입자가 공급되는 호퍼입니다. 연마 입자 공급기는 물의 흐름에 연마 입자의 연속적인 흐름을 제공합니다.

탄화규소, 모래, 산화알루미늄 등과 같은 재료는 워터젯 가공에서 연마제로 사용됩니다.

포수

사용 후 분출되는 물은 포수에 의해 수집되어 적절한 여과 및 처리 후에 다시 재사용될 수 있습니다.

워터젯 가공 작업

유압 펌프는 대기압에서 저수지에서 물을 받아 약 4-5 bar로 증가시킵니다.

이 물은 유압 증압기로 보내져 수압을 최대 4000bar까지 크게 높입니다.

그런 다음 가압된 물은 어큐뮬레이터로 보내지는 반면 일부는 제어 밸브를 통해 노즐로 공급됩니다.

어큐뮬레이터는 물을 저장하고 필요할 때 공급합니다.

유량 제어 밸브는 노즐에 도달하는 물의 양을 제어하는 ​​데 사용됩니다.

그런 다음 이 물은 연마 입자와 함께 물의 초음속 제트가 생성되는 노즐과 혼합 챔버를 통과합니다.

그런 다음 이 물 분사는 공작물을 치고 연마 작용과 고속 분사로 인해 공작물이 가공됩니다.

그런 다음 물은 다시 재사용하거나 안전하게 폐기할 수 있는 곳에서 포수에 의해 수집됩니다. 이것이 워터젯 가공 공정이 작동하는 방식입니다.

워터젯 가공으로 가공 가능한 소재

• 알루미늄
• 강철
• 주철
• 콘크리트
• 돌
• 화강암
• 금속 합금
• 나무
• 가죽
• 도자기
• 플라스틱
• 고무 
• 유리 
• 합성물 등

워터젯 가공의 응용

워터 제트 가공의 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

• 워터 제트 가공은 항공우주 부품 제조에 사용됩니다.
• 엔진 부품 제조.
• 강철, 알루미늄 등의 두꺼운 판재를 가공하는 데 사용됩니다.
• 드릴링 및 절단 작업에 사용됩니다.
• 재래식 공정으로는 가공하기 어려운 재료입니다.

워터젯 가공의 장점

• 워터 제트 가공에서 높은 정밀도를 얻을 수 있습니다.
• 가공 중 절삭유가 필요하지 않습니다.
• 복잡한 모양과 절단이 가능합니다.
• 좋은 표면 조도를 얻을 수 있습니다.
• 가공 부품은 워터젯으로 세척되기 때문에 먼지가 없습니다.
• 유해한 부산물이 발생하지 않아 친환경적입니다.
• 기존의 다른 공정에 비해 운영비가 저렴합니다.
• 물을 사용하여 공작물을 가공하기 때문에 발열량이 무시할 수 있습니다.

워터젯 가공의 단점

• 매우 두꺼운 재료는 워터젯 가공을 사용하여 가공할 수 없습니다.
• 높은 초기 투자가 필요합니다.
• 기존 프로세스에 비해 시간이 훨씬 더 많이 소요됩니다.

주철로 이루어진 모루를 2등분한 "워터젯 채널"의 영상을 확인하세요. 그들의 채널은 전적으로 워터젯 가공을 기반으로 하며 WJM을 사용하여 다양한 제품을 절단하는 YouTube 채널에서 확인할 수 있습니다.

워터젯 가공에 대한 FAQ

고급 가공 공정에서 WJM의 전체 형태는 무엇입니까?

WJM은 고급 가공 공정에서 Water Jet Machining을 의미합니다.

WJM에서 MRR에 영향을 미치는 제트 유체의 특성은 무엇입니까?

점도, 유속 및 속도는 금속 제거율에 영향을 미치는 속성입니다.

재료 제거를 위한 워터젯 가공의 핵심 요소는 무엇입니까?

워터 제트는 재료 제거의 핵심 요소입니다.

연마재 워터젯 가공에서 재료는 어떻게 제거됩니까?

재료는 연마 입자와 물 분사로 인한 침식으로 제거됩니다.

워터 제트 가공(WJM)과 연마 워터 제트 가공(AWJM)의 차이점은 무엇입니까?

워터 제트 가공	연마 워터젯 가공
워터 제트 가공에서 재료 제거는 워터 제트에 의해서만 이루어집니다.	연마 워터젯 가공 공정에서 재료 제거는 연마 입자뿐만 아니라 워터젯에 의해 이루어집니다.
혼합 챔버가 필요하지 않습니다.	물과 연마 입자를 혼합하려면 혼합 챔버가 필요합니다.
WJM 공정은 가죽, 목재, 플라스틱 등과 같은 부드러운 재료를 가공할 수 있습니다.	AWJM 공정은 강철, 세라믹, 알루미늄 등과 같은 더 단단한 재료를 가공할 수 있습니다.
이 프로세스는 비교적 저렴합니다.	연마 입자가 사용되기 때문에 WJM에 비해 공정 비용이 증가합니다.

---

이것이 워터젯 가공의 개요입니다. 이 기사가 도움이 되셨다면 댓글로 알려주세요.

The Mechanical 게시물을 읽고 싶으십니까? 텔레그램 채널 @themechanicalpost에 가입하세요.

그때까지 계속해서 또 다른 흥미로운 기사로 돌아오겠습니다!