워터젯 절단의 역사

워터젯은 시장에서 가장 효율적인 절단 방법으로 널리 인식되고 있지만 많은 사람들은 그것이 사용된 지 얼마나 되었는지 모릅니다. 수년에 걸쳐 수정되었지만 최초의 워터젯은 1800년대로 거슬러 올라갑니다. 워터젯의 매혹적인 역사에 대해 알아보기 전에 먼저 워터젯이 정확히 무엇인지 살펴보겠습니다.

워터젯이란 무엇입니까?

넓은 의미에서 워터젯은 고압의 물 분사를 사용하여 재료를 절단하는 기계입니다. 워터젯은 판지와 고무에서 금속과 돌에 이르기까지 무엇이든 절단할 수 있습니다. 워터젯이 작동하는 압력의 양을 이해하기 위해 원근법으로 살펴보겠습니다. 평균적인 주방 싱크대 수도꼭지는 최대 60psi 또는 평방 인치당 최대 파운드의 압력으로 물을 배출할 수 있습니다. 그러나 워터젯은 90,000psi의 압력으로 물을 내뿜습니다.

워터젯에는 순수 및 연마제의 두 가지 유형이 있습니다. 순수한 워터젯은 물만 사용하여 압력을 가하고 플라스틱 및 폼과 같은 더 부드러운 재료에서 가장 잘 작동합니다. 연마제 워터젯은 유리 및 금속과 같은 더 단단한 재료를 절단할 수 있도록 물의 흐름에 연마 입자(일반적으로 석류석)를 추가합니다. 거의 모든 것을 뚫을 수 있는 능력 때문에 워터젯은 다용도로 빠르게 인기를 얻었습니다. 또한 워터젯은 효율성, 속도 및 환경 영향 면에서 경쟁 절단 방법을 능가합니다.

워터젯의 기원

워터젯 절단은 1850년대에 뉴질랜드와 러시아의 탄광에서 자재를 굴착하기 위해 처음 사용되었습니다. 이 수압 채광 기술은 캘리포니아의 석탄 광부들에 의해 채택되었으며 암석 아래에 숨어 있는 금을 찾는 데 사용되었습니다. 이때 증기력으로 물이 800psi의 압력에 도달할 수 있었습니다. 수년에 걸쳐 더 많은 압력을 가할 수 있었고 워터젯 절단 방식으로 더 많은 재료를 절단할 수 있었습니다.

20세기 초에 작업자는 1600psi에 도달할 수 있었고, 이는 절단을 시작할 때 사용했던 수압의 양을 두 배로 늘렸습니다. 광산 이외의 산업 환경에서 워터젯 절단이 처음 사용된 것은 1930년대였습니다. Leslie Tirrell과 Elmo Smith는 제트 기류 기술을 발명했고 제지 산업은 워터젯 절단을 사용하여 종이를 자르기 시작했습니다. 1935년 Smith는 워터젯이 더 단단한 재료를 절단할 수 있도록 하기 위해 물줄기에 연마 입자를 추가하는 아이디어를 생각해 냈습니다.

워터젯의 진화

사람들이 처음으로 물을 사용하여 재료를 절단하기 시작한 이래로 워터젯은 눈에 띄게 먼 길을 왔습니다. 1950년대에 Norman Franz라는 엔지니어는 목재를 자르기 위해 고압 수 시스템에 연마 입자를 추가하는 실험을 시작했습니다. 그의 연구 결과는 연마제 워터젯이 이전에 사용된 것보다 더 단단한 재료를 절단하는 데 효과적임을 입증했습니다.

1950년대 후반까지 엔지니어들은 최대 100,000psi의 수압을 얻을 수 있는 시스템을 개발했으며 이는 워터젯 절단 방법의 발전에 있어 놀라운 돌파구였습니다. 이 시스템에는 스테인리스강과 같은 고강도 합금을 절단할 수 있는 기능이 있는 극초음속 액체 제트가 있는 펌프가 포함되었습니다. 이 방법은 효과적이지는 않았지만 연구원들은 워터젯 절단을 사용하여 가장 강한 재료도 절단할 수 있다는 아이디어를 확장할 수 있었습니다.

1970년대에는 크리스탈 워터젯 오리피스의 발명으로 워터젯 절단 방법이 상용화되었습니다. Bendix Corporation에서 만든 크리스탈 오리피스는 워터젯을 주류로 만드는 데 도움이 되었습니다. 이 버전의 워터젯은 60,000psi의 수압에 도달할 수 있었습니다. 비용이 많이 들긴 했지만 여전히 제조에 사용되는 전통적인 절단 방법보다 비용 효율적인 것으로 간주되었습니다.

워터젯 역사에서 가장 관련성이 높은 혁신 중 하나는 이집트 엔지니어인 Mohamed Hashish가 상업용으로 적합한 연마제 워터젯 절단용 노즐을 개발한 1980년대에 있었습니다. 지난 40년 동안 워터젯 절단 시스템은 지속적으로 개선되어 가능한 한 정확하고 효율적이며 다용도로 만들었습니다. 제조 산업이 할 수 있는 일의 한계를 계속해서 확장함에 따라 워터젯의 기능은 항상 진화하고 있습니다.

워터젯의 미래

모든 형태의 기술과 마찬가지로 워터젯 절단기를 개선하기 위해 끊임없이 노력하는 수많은 연구자와 제조업체가 있습니다. 수년에 걸쳐 워터젯은 상업화되어 더 비용 효율적이고 다재다능하며 크기가 작아졌습니다. 앞으로 몇 년 동안 더 새롭고 비용 효율적인 모델이 계속 등장함에 따라 워터젯이 더 큰 규모로 사용되는 것을 기대할 수 있습니다. 효율성의 관점에서 볼 때 더 작은 기계는 더 매력적으로 보이는 경향이 있으므로 엔지니어가 미래에 더 작은 워터젯 절단 기계를 개발하는 것을 기대할 수 있습니다. 절단 산업의 거물인 워터젯은 확실히 아무데도 가지 않습니다.