워터젯 커팅 완벽 가이드: 정밀도, 다용성, 성능

워터젯 커팅은 부드럽고 단단한 거의 모든 유형의 소재를 절단하는 판금 가공 공정의 일종입니다. 이 공정에서 가압 펌프는 다양한 유형의 소재를 절단할 수 있는 고압 물줄기를 전달합니다.

워터젯 커팅 머신은 음속의 3배 속도로 물을 전달하여 거의 모든 소재를 절단할 수 있는 파괴적인 힘을 생성할 수 있습니다. 게다가 워터젯 커팅 기술은 열에 민감하거나 더 두꺼운 소재를 절단하는 훌륭한 솔루션입니다.

이 가이드에서는 워터젯 커팅 기술에 대해 교육하여 이 공정이 어떻게 작동하는지, 워터젯 커팅 서비스 제공업체를 선택하기 전에 무엇을 찾아야 하는지 이해하는 데 도움을 드리겠습니다.

워터젯 커팅의 역사

워터젯 커팅 기술은 18세기 중반에 등장했습니다. 초기에는 워터젯 커팅 원리가 석탄 광산에서 소재를 굴착하는 데 사용되었습니다. 당시 러시아와 뉴질랜드가 석탄 광산에서 이 기술을 처음 사용한 두 나라였습니다.

곧 캘리포니아 석탄 광부들도 워터젯 커팅 정의를 배우고 석탄 광산에서 이 기술을 사용하기 시작했습니다. 게다가 그들은 바위 아래 금을 찾는 데 워터젯 커팅 기술을 사용했습니다.

맥카트니 제조가 워터젯 커팅 기술을 상업적으로 처음 시작했으며, 순수 워터젯 커팅 툴을 항공우주 산업에 사용했습니다. 그러다 1971년에 이 기술을 이용해 종이 튜브 제조를 시작했습니다.

그 결과 엔지니어들은 기계를 업그레이드할 계획을 세웠고, 1980년대에는 최초의 연마제 워터 압력 커터 머신을 생산할 수 있었습니다. 이집트 과학자 모하마드 하시시가 연마제 워터젯 머신용 최초의 노즐을 발명했습니다. 또한 중국 회사 인거솔-랜드가 매우 효율적인 최초의 워터젯 커팅 머신을 소개했습니다.

워터젯 기술 타임라인

1930년대 - 저압 워터 압력 절단 시스템.

1940년대 - 자동차 유압 및 항공 분야에 처음 사용된 고압 시스템.

1950년대 - 플라스틱 절단을 위한 고압 기술 도입.

1960년대 - 최대 50,000 psi(3,450 bar) 펄싱 워터젯 생성.

1970년대 - 상업용 워터젯 커팅 기술 최초 출시.

1980년대 - 연마제 워터젯 등장.

1990년대 - 워터젯 스트림을 더 정밀하게 찾기 위한 모션 제어 시스템 발명.

2000년대 - 절단 속도의 상당한 개선.

2010년대 - 6축 가공 및 3D 툴 도입.

워터젯 커팅 머신의 기본 구성 요소

워터젯 커팅 머신의 기본 구성 요소 목록은 다음과 같습니다.

• CNC 제어 가이드 머신
• 전기 모터
• 메모리
• 압력 증폭기
• 연마제 워터젯 노즐(표준 직경 0.1mm~0.5mm) 및 밸브
• 관절식 커팅 헤드
• 주얼 오리피스
• 여과 및 탈염을 위한 수처리
• 고압 배관
• 오일 펌프 및 오일 탱크

워터젯 커터 작동 원리

기술적으로 워터젯 커팅은 특정 유형의 컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공 기술입니다. 깨끗한 물을 사용하거나 다양한 유형의 연마제를 물과 혼합하여 가압수의 효율을 높일 수 있습니다.

워터 커터로 사용되는 절단 기계에는 소재를 지지하는 테이블이 있습니다. 컴퓨터 생성 프로그램이 CNC 기계를 제어합니다. 따라서 전체 공정에는 사람의 개입이 필요하지 않습니다.

작동 공정

대부분의 워터젯 커팅 머신이 따르는 기본 규칙을 나열했습니다.

1. 먼저 물을 가압해야 합니다. 특수 제조된 "크랭크샤프트 펌프"를 사용하여 극도로 높은 압력의 물을 생산합니다.
2. 커팅 헤드는 고압수의 다음 목적지입니다. 고압 튜빙을 사용하여 물을 이동시킵니다. 가압수가 커팅 헤드에 도달하면 구멍을 통과합니다.
3. 개구부 부분은 루비, 다이아몬드 또는 일부 단단한 소재로 만들어집니다. 오리피스는 핀홀보다 매우 좁습니다. 이제 물리학의 기본 법칙을 사용하세요. 압력이 작은 구멍을 통과할 때 속도로 변환됩니다. 앞서 인텐시파이어 펌프가 90,000 psi의 가압수를 생산할 수 있다고 언급했습니다. 그 물이 CNC 머신의 작은 구멍을 통과하면 시속 거의 2,500마일의 속도를 생성할 수 있습니다! 파괴를 일으키는 엄청난 속도입니다.
4. 믹싱 챔버와 노즐은 커팅 헤드의 두 구성 요소입니다. 대부분의 표준 머신에서 이들은 물 배출 구멍 바로 아래에 설정됩니다. 이 믹싱 챔버의 목적은 연마제 매체를 물 증기와 혼합하는 것입니다.

물은 믹싱 챔버 아래에 위치한 믹싱 튜브에서 연마제를 가속시킵니다. 결과적으로 거의 모든 유형의 소재를 절단할 수 있는 강력한 증기를 얻습니다.

다른 머신은 서로 다르게 작동할 수 있지만 기본 워터젯 커팅 원리는 거의 동일합니다.

워터젯 커팅 유형

워터젯 커팅 머신에는 순수 워터젯 커팅과 연마제 워터젯 커팅 머신 두 가지 유형이 있습니다. 아래에서 두 유형 머신의 작동 공정을 논의했습니다.

1. 순수 워터젯 커팅

순수 워터젯 커팅은 순수 물을 사용하여 작업을 완료합니다. 이 공정은 부드럽고 중간 경도 소재에 이상적입니다.

이 머신은 유독 가스나 먼지를 방출하지 않기 때문에 가장 환경 친화적인 머신으로 간주됩니다. 또한 물을 더 사용하고 최종적으로 물 순환에 공급할 수 있습니다.

순수 워터젯 머신에서 워터젯은 비교적 작으며 0.1mm 미만일 수 있습니다. 이 머신은 작은 두께의 소재에 대해 최적 수준의 정밀 절단에 훌륭합니다.

2. 연마제 워터젯 커팅

연마제 워터젯 커팅 머신은 더 역동적인 절단을 위해 연마제 물을 통합합니다. 순수 워터젯을 연마제로 변환하려면 세 가지 추가 구성 요소가 필요합니다.

• 연마제 포커싱 노즐
• 연마제 믹싱 챔버
• 순수 워터 포커싱 노즐

또한 연마제도 필요합니다. 순수 워터 노즐의 주요 임무는 고도로 압축된 물을 제트로 형성하는 것입니다. 그런 다음 제트는 1,000m/s 속도로 연마제 믹싱 챔버를 통과합니다.

연마제 소재가 물과 혼합되어 고속으로 배출되어 원하는 소재를 절단합니다. 대부분의 경우 올리브 모래와 가넷 모래가 연마제 소재로 사용됩니다. 절단 소재가 더 부드러우면 커런덤이 연마제로 사용됩니다.

연마제 워터젯 커팅 머신은 평균적으로 일반적인 워터젯 머신보다 0.2mm 더 큽니다. 연마제 워터젯 커팅 머신으로 강철을 최대 50mm, 기타 금속을 120mm까지 절단할 수 있습니다.

워터젯으로 절단 가능한 소재

워터젯은 가압수와 연마제를 사용하여 광범위한 소재를 절단할 수 있는 다용도 절단 공정입니다. 매우 두꺼운 소재와 깨지기 쉬운 소재도 절단할 수 있습니다. 그 결과 제조업체들이 이 기술을 점점 더 많이 사용하고 있습니다.

워터젯으로 절단할 수 있는 주요 소재는 다음과 같습니다.

• 금속
• 유리
• 복합 소재
• 타일
• 플라스틱
• 고무
• 세라믹
• 석재

워터젯은 다른 기술로는 불가능한 두께를 절단할 수 있습니다. 12인치 이상도 워터젯으로 절단 가능합니다!

어떤 산업에서 워터젯을 절단에 사용하나요?

워터젯 커팅 기술은 환경 친화적이고 정밀합니다. 따라서 점점 더 많은 산업이 워터 압력 커터를 채택하고 있습니다. 워터젯을 절단에 사용하는 주요 산업은 다음과 같습니다.

• 제조
• 항공우주
• 전자
• 자동차
• 식품
• 건축

귀사가 위 산업 중 하나에 속하거나 워터젯 압력 기술을 소재 절단에 사용할 수 있는 다른 산업에 속하시나요? RapidDirect에 요구 사항을 보내 무료 견적을 받아보세요.

왜 워터젯 커팅을 사용해야 할까요?

워터젯 커팅 기술에 처음이시거나 이미 사용 중이시든, 이 기술의 이점을 알고 계셔야 합니다. 아래에 워터젯 커팅 원리 사용의 몇 가지 이점을 나열했습니다.

• 원하는 모든 것 절단 가능. 현재 워터젯 커팅 기술은 공정에 거의 모든 소재를 사용할 수 있을 만큼 다용도입니다. 플라스틱, 복합 소재, 세라믹, 고무, 금속 등 무엇이든 워터젯이 절단해 드립니다.

• 열영향 구역 없음. 워터젯은 냉간 절단 기술이며, 이 기술을 사용하면 열영향 구역을 찾을 수 없습니다. 결과적으로 운영자도 전체 공정과 함께 안전하게 유지됩니다.

• 소재 변형 가능성 제거. 이는 냉간 절단의 또 다른 이점입니다. 금속이 열에 노출되지 않습니다. 결과적으로 깨끗한 절단을 얻고 소재 변형 가능성이 없습니다.

• 마감 공정이 자급자족. 워터젯 기술의 절단 품질이 매우 정밀하여 대부분의 경우 선택적 표면 마감이 필요하지 않습니다. 게다가 이 공정은 절단 공정을 향상시켜 전반적인 효율성을 높이고 절단 시간을 단축합니다.

• 환경 친화적. 현대 제조에서 가장 우려되는 점은 환경 영향입니다. 가장 좋은 점은 워터 압력 커터가 유해 폐기물을 생성하지 않는다는 것입니다. 따라서 환경 친화적인 공정이며 더 많은 산업이 이 공정을 채택하고 있습니다.

워터젯 커팅의 단점은 무엇인가요?

워터젯 커팅에 주목할 만한 장점이 있지만, 단점도 있습니다. 단점은 다음과 같습니다.

• 초기 비용 - 최적 절단을 위해 연마제 소재 조사와 추가는 필수적입니다. 적절한 연마제를 찾고 사용하는 것이 가격 때문에 때때로 비쌀 수 있습니다.
• 오리피스 고장 - 저품질 워터젯 커팅 머신에서 자주 발생합니다. 오리피스 고장은 생산성을 방해하고 생산 비용을 증가시킵니다.
• 절단 시간 - 워터젯 커팅 기술은 거의 모든 소재를 절단할 수 있지만, 기존 절단 도구보다 절단 시간이 더 깁니다. 결과적으로 출력이 적습니다.
• 두꺼운 소재에서 정확도 저하 - 소재가 너무 두꺼우면 스트림이 노즐에서 멀어집니다. 이는 절단 정확도에 영향을 미칩니다.

결론

극도의 정밀도와 정확도를 가진 금속 부품을 찾고 계신다면, 워터젯 커팅 기술은 최고의 절단 솔루션 중 하나입니다.

하지만 이는 정교한 방법으로 최첨단 장비와 고도로 숙련된 엔지니어, 기술자, 작업자가 필요합니다. 따라서 서비스 회사를 선택하기 전에 매우 신중해야 합니다.

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자주 묻는 질문

1. 순수 워터젯과 연마제 워터젯의 차이점은 무엇인가요?

대부분의 워터젯 커팅 머신은 증기와 연마제 구성 요소를 사용합니다. 단단한 소재 절단에 이상적입니다. 예를 들어 암석, 유리, 금속은 정밀 절단을 위해 연마제가 필요합니다. 가넷은 강하고 더 구하기 쉽기 때문에 가장 많이 사용되는 연마제입니다.

하지만 연마제가 모든 유형의 구성 요소 절단에 필수는 아닙니다. 폼 고무 같은 부드럽고 중간 경도 소재를 절단하는 경우 순수 워터젯 머신을 사용할 수 있습니다.
순수 워터젯 머신은 연마제를 사용하지 않습니다. 대신 순수 물을 사용하며, 이 공정에서 사용된 물은 재사용 가능합니다.

2. 뭐가 더 나은가요? 워터젯 커팅, 플라즈마 커팅, 레이저 커팅?

모든 절단 기술에는 고유한 장단점이 있습니다. 어떤 것이 더 나은지 알아보기 위해 세 가지 가장 중요한 요소를 나열했습니다.

비용: 레이저젯 커팅이 가장 비싸고, 플라즈마 커팅이 가장 저렴한 절단 솔루션입니다. 하지만 절단 정확도를 고려하면 플라즈마 커팅이 가장 낮은 정확도를 가집니다.

작동 속도: 워터젯은 세 가지 방법 중 가장 느린 절단 공정입니다. 플라즈마 제트가 가장 빠르고, 레이저젯은 중간에 있습니다.

절단 품질: 최종 제품의 실제 측정값과 프로그래밍된 제품의 비교가 절단 품질을 결정합니다. 워터젯이 열 변형을 덜 보장하므로 절단 품질이 최고입니다.

3. 워터젯으로 두꺼운 소재를 절단할 수 있나요?

네, 워터젯 커팅 머신으로 두꺼운 소재를 절단할 수 있습니다. 사실 두꺼운 소재 절단으로 유명합니다. 하지만 더 두꺼운 워터젯은 두꺼운 소재에 그다지 효율적이지 않습니다. 두꺼운 소재에서는 정확도가 감소합니다.