معالجة نفث الماء هي نوع من "معالجة الإزالة" التي تقطع المعدن بنفاثات الماء. يتم استخدامه لتشويه قطع العمل المختلفة بدقة وسهولة، مثل اليوريثان والزجاج، بما في ذلك هياكل السيارات والمصدات. ومن خلال خلط المواد الكاشطة مع الماء، من الممكن معالجة المواد التي يصعب قطعها مثل التيتانيوم، الذي يصعب قطعه، وقطع الألواح السميكة.
تشرح هذه المقالة فوائد المعالجة بنفث الماء و"نفث الماء الكاشط"، وهو خليط من المواد الكاشطة.
نظرًا لأنها لا تقطع الزيت أو تولد الغبار، فهي تجذب الانتباه كعملية صديقة للبيئة!
ما هي معالجة اتيرجيت؟
مبدأ العمل لقطع المياه النفاثة
قطع المياه النفاثة هي طريقة معالجة تستخدم نفاثات الماء لقطع المعادن. إنها تستخدم نفس مبدأ غسالة الضغط العالي المستخدمة في غسيل السيارات: يتم رش الماء تحت ضغط عالٍ لقطع المعدن.
يمكن توليد طاقة معالجة عالية عن طريق دفع الماء المضغوط إلى 300-600 ميجا باسكال من فوهة قطرها الصغير φ0.1 مم.
وتصل سرعة نفث الماء إلى ثلاثة أضعاف سرعة الصوت، ويمكن استخدام أي مادة طالما كان العمل مبللاً.
تُستخدم "آلة نفث الماء" للمعالجة ، ويمكن إجراء معالجة ثلاثية الأبعاد عن طريق التحكم في NC والمعالجة المعقدة بواسطة تحكم خماسي المحاور. يمكن تطبيق ضبط ضغط الماء على عمليات مختلفة مثل إزالة الحواف والتلميع والتنظيف.
مبدأ تكنولوجيا معالجة المعادن اتيرجيت
ظهرت هذه الطريقة في قطع المعادن في منتصف القرن الماضي. في البداية، تم استخدام الماء النقي، لكن المهندسين أضافوا الرمل الكاشط إلى الطائرة بعد بضع سنوات، مما أدى إلى زيادة خصائص القطع بشكل كبير.
جوهر هذه التكنولوجيا هو العمل على المادة بنفث من الماء تحت ضغط شديد. تعد هذه التكنولوجيا اليوم واحدة من أكثر التقنيات تطورًا ديناميكيًا وتعتبر واحدة من أفضل طرق القطع.
قطع المعدن بالماء ليس بأي حال من الأحوال أدنى من الجودة بلازما; الليزر or القطع الميكانيكي، بالإضافة إلى ذلك ، هذه الطائرة هي أداة غير قابلة للارتداء. يختلف القطر النفاث المستخدم حسب نوع المادة. عادة ما يكون 0.5-1.5 ملم. نظرًا للقطر الصغير ، فإن نفايات المواد صغيرة جدًا.
الميزة الأساسية لهذه التقنية هي أن القطع يمكن أن يبدأ من أي نقطة في المنتج.
تعمل أي آلة قطع بنفث الماء على النحو التالي:
1. تولد المضخات عالية الطاقة ضغط ماء 3800 إلى 6200 بار داخل رأس القطع المتمركز ذاتيًا.
2. يتكون في الفوهة تيار رقيق من الماء، يتم تغذيته إلى الخلاط تحت ضغط عالٍ وبسرعة أعلى من سرعة الصوت.
3. يتم إمداد خلاط الجهاز بالمياه من الفوهة، ويتم إمداد المادة الكاشطة من قادوس فريد للمادة الكاشطة.
4. بعد الخلط، يشكل الماء والمواد الكاشطة نفث قطع، والذي يتم تطبيقه على المادة المقطوعة.
طاولة القطع ناتئة أو عملاقة ولها إطار مصمم خصيصًا لتحقيق الاستقرار الأمثل والتحرر من التشويه والاهتزاز بسرعات عالية.
يتم التحكم في عملية القطع بواسطة برنامج متخصص ، تسمح إصدارات مختلفة منه بالقطع بأي شكل ، اعتمادًا على إمكانيات رأس القطع.
ما أنواع المواد التي يمكنني قطعها باستخدام طائرة مائية؟
الاعتبار الأول والأهم أثناء اختيار القطع بنفث الماء هو نوع المواد التي تحتاج إلى معالجتها. لاستخدام هذه الطريقة ، يجب أن تكون المادة مناسبة للعملية وقادرة على إنتاج قطع دقيقة. يمكنك استخدام تقنية القطع بنفث الماء للمواد التالية.
المعادن والسبائك: تتوافق جميع المعادن والسبائك تقريبًا مع القطع بنفث الماء. الأكثر شهرة هي الفولاذ والألومنيوم والنحاس والتيتانيوم والنحاس. يمكن استخدام القطع بنفث الماء لقطع وتشكيل الصفائح المعدنية الرقيقة والثقيلة.
البلاستيك: يمكن معالجة المواد البلاستيكية مثل الأكريليك، والـPVC، والديلرين، والبوليسترين، وغيرها الكثير باستخدام تقنية نفث الماء. إنه نظيف ولا يترك أي ذوبان أو أي ضرر مادي آخر لقطعة العمل.
سيراميك: يمكنها توفير حلول القطع والتشكيل لمختلف المواد الخزفية، مثل البلاط، والبورسلين، وكربيد السيليكون، والألومينا، وأكثر من ذلك، بدون تشقق.
المركبات: تقنية ضخ الماء مثالية للقطع والتشكيل مادة مركبة. مناهج أخرى ، قطع البلازما، النشر ، والقطع التقليدي ، قد يتسبب في تكسير المواد المركبة. ومع ذلك ، فإن النفاثة المائية تخلق قطوعًا نظيفة ودقيقة على العديد من المركبات ، مثل الألياف الزجاجية ، وألياف الأراميد ، والكيفلار ، وألياف الكربون.
المواد الأخرى الرغوة والمطاط والحجر والجرانيت والزجاج والجلود والقماش.
جرب برولين الآن!
المزايا الرئيسية لقطع اتيرجيت
قطع بارد: يعتبر القطع بنفث الماء عملية "باردة" ، حيث لا تتطلب مدخلات حرارة إضافية. يشارك الماء والمواد الكاشطة في عملية القطع ، ويظل تسخين المواد المقطوعة غير مهم ، ولا توجد تشوهات حرارية وميكانيكية.
كما أن ميزة القطع "البارد" هي عدم وجود نتوءات أو تزييف أو حجم. لذلك، فإن المنتجات الناتجة، بسبب الجودة العالية للقطع، لا تتطلب إعدادًا أوليًا قبل العمليات اللاحقة (على سبيل المثال، الطلاء أو اللحام).
كما أن القطع على البارد يزيد من الإنتاجية نظرًا لأن تركيب قطع العمل لا يحتاج إلى التثبيت والتبريد قبل العملية التكنولوجية التالية.
دقة قطع عالية (± 0.1 مم): يتيح لك الجمع بين الضغط العالي ومنطقة القطع الصغيرة تحقيق النتيجة المرجوة دون عمليات إضافية.
يتم استخدام القطع بنفث الماء بشكل فعال للحصول على قطع عالي الجودة، على سبيل المثال، للحصول على أشكال هندسية دقيقة. كما يمكن استخدام القطع بنفث الماء لمختلف المواد والأنواع غير القياسية من الأسطح.
براعة عالية في التطبيق: يعد القطع بنفث الماء واحدًا من أكثر أنظمة القطع تنوعًا اليوم. يتم استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات، بدءًا من الإنتاج الضخم لأجزاء الصفائح المعدنية وحتى نحت الرخام ثلاثي الأبعاد.
السماكة المسموح بها للفولاذ المقطوع 300 مم. أدى إدخال رؤوس القطع ذات 5 محاور إلى نمو سريع في القطع بنفث الماء: عند قطع الأجزاء المسطحة ، يمكن للرأس إجراء عمليات قطع مستمرة ، والتحرك حول قطعة العمل ، وأيضًا إجراء عمليات قطع مائلة في نطاق ± 55 °.
ميزات الآلات المائية النفاثة
نظرًا لأن معالجة المياه النفاثة تستخدم الماء ، فإنها تتمتع بالعديد من المزايا التي لا تتمتع بها طرق المعالجة الأخرى.
1. لا تتأثر بالحرارة
نظرًا لاستخدام "الماء"، لا يوجد توليد للحرارة المياه النفاثة مقابل الليزر ومعالجة القطع.
ولذلك فإن دقة المعالجة عالية، ومن الممكن معالجة المواد المعرضة للحرارة.
2. يمكن تعديل قوة المعالجة
نظرًا لاستخدام "الماء" ، يمكن تعديل القوة المطبقة على المعالجة عن طريق ضبط ضغط الماء.
لذلك، من الممكن معالجة المواد اللينة مثل المطاط، واليوريتان، ولوحات الدوائر المطبوعة.
3. تكلفة منخفضة
لأنها تستخدم "الماء" ، فمن السهل صيانتها وتكلفة التشغيل منخفضة.
4. صديقة للبيئة
نظرًا لاستخدام "الماء"، لا يتم توليد الغبار أثناء المعالجة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن "المبرد"، الذي يستخدم بكميات كبيرة في القطع، ليس مطلوبا.
مبدأ تصنيع المياه النفاثة
تنقسم معالجة نفث الماء إلى "معالجة نفث الماء" التي تستخدم الماء فقط، و"معالجة نفث الماء الكاشطة" التي تمزج المواد الكاشطة بالماء.
طريقة المعالجة هذه تقطع قطعة العمل فقط عن طريق نفث الماء عالي الضغط. إنها مناسبة لقطع المواد الناعمة مثل اليوريثان، الخشب، والراتنج.
نظرًا لصداقته البيئية العالية، فإنه يستخدم على نطاق واسع في مواقع معالجة المعادن، وتجهيز الأغذية، والصناعات الطبية.
ثمانية سيناريوهات لاختيار عملية القطع بنفث الماء
ناقشنا المواد التي يمكن معالجتها بقطع المياه النفاثة. دعنا نستكشف العديد من السيناريوهات التي يكون فيها الماء النفاث خيارًا قابلاً للتطبيق لقص وتشكيل المواد.
1. عندما تكون المواد حساسة للحرارة
كما ذكرنا سابقًا ، لا يستخدم القطع المائي النفاث حرارة شديدة ويولد حرارة ضئيلة تقريبًا ، مما يجعله مثاليًا لقطع المواد الحساسة للحرارة ، مثل بعض أنواع البلاستيك أو المواد المركبة.
يمكن أن يؤدي قطع المواد الحساسة للحرارة بطرق أخرى، مثل القطع بالبلازما والليزر، إلى حدوث أضرار جسيمة، مثل الانصهار في موضع القطع، وتدهور الخصائص الفيزيائية، والتزييف. معالجة هذه المواد بالقطع بنفث الماء تقضي على هذه المخاطر وتخلق قطعًا نظيفة ودقيقة.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من التطبيقات حيث يؤثر تدهور الخصائص الفيزيائية والحرارية على وظائف الأجزاء ، مثل لوحات الدوائر والتطبيقات الحرارية والأجزاء الموصلة للكهرباء. في هذا السيناريو ، يحافظ القطع بنفث الماء على سلامة المواد ويقطع قطعة العمل دون التعرض لخطر التلف الناتج عن الحرارة.
2. عندما تحتاج إلى أشكال هندسية معقدة
يعد القطع بنفث الماء تقنية تصنيع عملية لأنه يمكنه إنشاء أشكال معقدة ومعقدة بدقة. يشتهر بالتقطيع الدقيق على طول الخطوط المنحنية أو المقوسة، مما يسمح له بإنشاء دوائر وأشكال بيضاوية وأشكال بيضاوية.
- يمكنه إنشاء أنماط معقدة للعناصر الداخلية والديكورية ويتطلب فقط تصميمًا عمليًا (ثلاثي الأبعاد).
- القطع بنفث الماء يجعل الثقوب الصغيرة والقنوات والتجاويف وغيرها من الميزات الداخلية المعقدة ممكنة.
- يمكن أن ينتج عن القطع بنفث الماء أجزاء متعددة من قطعة واحدة من المادة ويسهل التجميعات المعقدة.
في الختام ، إنه اختيار جيد للعديد من التطبيقات التي تتطلب أشكالًا دقيقة ومعقدة. تحافظ المعالجة النفاثة بالماء بسهولة على تفاوت يبلغ حوالي 0.12 مم (Dey ، 2020).
3. عندما تكون المادة صلبة للغاية
من الصعب قطع المواد شديدة الصلابة، مثل الفولاذ المقسى، والتيتانيوم، وكربيد السيليكون، والسبائك الفائقة القائمة على النيكل، ومركب الكربون، والحجر، والسيراميك، والمزيد. تؤدي معالجة هذه المواد باستخدام الطحن باستخدام الحاسب الآلي (CNC) والتقنيات التقليدية الأخرى إلى التآكل والتآكل أدوات القطع والأضرار المادية لقطعة العمل.
يمكن للقطع بنفث الماء أن يقطع كل المواد الصلبة تقريبًا (ما عدا الماس) بدقة ودون التعرض لخطر التلف. سبب آخر لاختيار القطع بنفث الماء للمواد الصلبة هو أنه لا ينطوي على خطر تناثر القطع. يمكنها قطع المواد الصلبة بسمك يتراوح من 10 إلى 12 بوصة (Dey، 2020).
4. عندما تحتاج إلى معالجة صفائح المواد الرقيقة
يؤدي قطع الصفائح الرقيقة باستخدام الطحن باستخدام الحاسب الآلي، والقطع بالبلازما، والقطع بالليزر، وغيرها من التقنيات إلى حدوث تشوه وتشويه في موضع القطع. بالمقارنة، فإن القطع بنفث الماء يمكن أن يؤدي إلى قطع دقيق في صفائح المواد الرقيقة دون هذه التأثيرات.
تعتبر المنطقة المتضررة عيبًا آخر أثناء قطع وتشكيل قطعة العمل الرقيقة. يمكن أن تتعرض الطبقة الرقيقة للتلف الشديد مقارنة بالصفائح السميكة، مما يؤدي إلى ذوبانها. ولذلك، فإن تيار الماء الضيق مع الضغط المتحكم فيه يعد خيارًا مثاليًا في هذا السيناريو.
5. المواد ذات سمك غير متناسق
أثناء معالجة قطعة العمل ، تتطلب سماكة غير متناسقة مع الطحن CNC والقطع بالليزر والقطع بالبلازما وغيرها من الأساليب تمريرات قطع متعددة. في المقابل ، يمكن قطعها بنفث الماء في مسار واحد.
قد يكون هناك العديد من التطبيقات حيث تحتاج الأجزاء إلى مستوى مختلف من السماكة. من الممكن إنشاء مثل هذه الأجزاء باستخدام تقنية CNC water jet. لا يزال بإمكان الطرق الأخرى القيام بذلك ؛ ومع ذلك ، يمكن أن تكون أقل دقة وأكثر فوضوية.
6. عندما تكون المادة سميكة للغاية
تعتبر قطع العمل السميكة معقدة في معالجتها بطرق أخرى. على سبيل المثال، يتطلب القطع بالبلازما والليزر الكثير من الطاقة، الأمر الذي قد يكون مكلفًا للغاية. في نفس الوقت، القطع بنفث الماء يمكنه معالجة قطع العمل السميكة عن طريق ضبط الضغط والجزيئات الكاشطة. ومع ذلك، فإن حد السماكة يعتمد على صلابة مادة معينة. تعتبر المواد الصلبة مثل التيتانيوم مقبولة بسماكة تصل إلى 10-12 بوصة، في حين أن المواد الناعمة مثل الرغوة يمكن معالجتها بسهولة بسماكة تصل إلى 2-3 أقدام (Schlick, 2022).
بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد سمك المادة التي يمكن قطعها بواسطة ضغط الماء النفاث. ضغط الماء قابل للتغيير من خلال التحكم البسيط في مضخة الضغط (حتى 900 ميجا باسكال). بعد ذلك، يمكن خلط الجزيئات شديدة الكشط مع الماء لقطع قطع العمل السميكة، أو أن زيادة تركيز الجسيمات الكاشطة تعمل أيضًا بشكل مشابه.
7. عندما تحتاج إلى إنتاج بكميات كبيرة
قطع المياه النفاثة لا يمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة في تصنيع منخفض الحجم كإجراءات تقليدية ، خاصة عندما لا تكون الدقة العالية شرطًا أساسيًا. ومع ذلك ، فإنه يقلل بشكل كبير من تكلفة الإنتاج بكميات كبيرة. يمكنك معالجة المواد للعديد من التطبيقات بإمكانية تكرار عالية واتساق الأبعاد.
8. قطع المواد غير الموصلة للكهرباء
يمكن أن يكون القطع بنفث الماء حلاً جيدًا لقطع المواد غير الموصلة لأنه لا يولد حرارة أثناء عملية القطع. في المقابل، تؤثر موصلية المواد على جودة القطع بالليزر والبلازما. أثناء معالجة المواد غير الموصلة لهذه التقنيات، قد تكون عمليات القطع خشنة وغير متناسقة.
متى لا تستخدم نهج القطع بنفث الماء؟
لقد ناقشنا سيناريوهات مختلفة حيث يكون القطع بنفث الماء هو الخيار المثالي لقص وتشكيل المواد. هناك عدد قليل من السيناريوهات حيث يكون من غير المناسب استخدام هذا النهج.
- يمكن للمواد الحساسة للماء والرطوبة مثل المنتجات الخشبية والورقية أن تمتص الماء وتغير الخصائص الفيزيائية.
- قد لا يكون القطع بنفث الماء مناسبًا للتطبيق، لأنه يتطلب دقة بالغة. في مثل هذه الحالات، يمكن للقطع بالليزر القيام بعمل أفضل.
- يمكن أن تكون عمليات الإنتاج ذات الحجم المنخفض أكثر تكلفة بسبب المعدات المتخصصة ووقت الإعداد.
كشط المياه النفاثة بالقطع
كشط المياه النفاثة بالقطع
هذه طريقة معالجة يتم فيها خلط مادة كاشطة بالماء لقطع قطعة العمل.
يتم امتصاص المواد الكاشطة بالضغط السلبي لماء الضغط العالي ويتم رشها كسائل مختلط من الفوهة.
تتميز بقدرة قطع عالية ومناسبة لقطع المواد التي يصعب معالجتها مثل التيتانيوم والسيراميك والمعادن. كما أنها تستخدم لمعالجة قطع غيار السيارات ومواد الطائرات الجديدة. آلات معالجة نفث الماء التي يتم التحكم فيها NC تسمى "آلات نفث الماء تستخدم لمعالجة نفث الماء.
ذات صلة بـ: أفضل 5 صناعات تستفيد من تقنية القطع بنفث الماء
تكوين آلة ضخ المياه
- مولد مياه عالي الضغط
- فوهة المعالجة
- جهاز توريد المواد الكاشطة
مولد مياه عالي الضغط
تنبعث هذه المضخة من ضغط عالي للغاية يتراوح من 300 إلى 600 ميجا باسكال.
فوهة المعالجة
وهي مصنوعة من مواد مثل كربيد الأسمنت والماس لمنع التآكل من الطائرة.
- لمعالجة نفاثات الماء ، استخدم فوهة بقطر حوالي 0.1 إلى 0.3 مم.
- في معالجة المياه النفاثة الكاشطة ، استخدم فوهة بحوالي 1mm
جهاز توريد المواد الكاشطة
معدات لخلط المواد الكاشطة بالماء في معالجة المياه النفاثة الكاشطة.
ملخص
في هذه المقالة، شرحنا فوائد معالجة المياه النفاثة وطرق خلط المواد الكاشطة المختلفة. احترافي خدمات القطع بنفث الماء تعتمد هذه التقنية على القطع بنفث الماء، وهي طريقة تصنيع صديقة للبيئة لا تتطلب استخدام زيت القطع ولا تُنتج غبارًا لحماية العاملين. وإلى جانب معالجة المعادن، تُستخدم هذه التقنية غير القابلة للاشتعال أيضًا في عمليات الإنقاذ في حالات الكوارث.
جرب برولين الآن!