ウォータージェット切断の詳細: 作業原理、利点、制限事項 | XMAKE

ファンタジー漫画や映画でよく登場する人気の超能力の 1 つは、水を戦闘用の刃に変えることですが、ウォータージェットはすでに確立された製造技術になっているため、今日ではそれほど魔法のようなものではありません。

製造業のこのフロストモーンがどのようにしてワークピースの不要な部分を切り取るかを見てみましょう。

ウォータージェット切断とは何ですか？

このパートでは、このテクノロジーがどのようなものなのか、どのように発明され開発されたのかを簡単な言葉で説明していきます。

基本的な説明

ウォータージェット切断は、高圧水流を切断ツールとして使用し、この特殊なカッターを使用して材料を侵食し、きれいで滑らかな切断を行うため、さまざまな業界で使用されている汎用的な方法です。

このテクノロジーは、航空宇宙、自動車、エンジニアリングなど、さまざまな分野で広く使用されていますが、これらに限定されません。

カッティングマシンの歴史

1950 年代に遡ると、研究者は高圧水ジェットを使用してさまざまな材料を切断できることを発見しました。しかし、最初の商用ウォーター ジェット機械が実用化されるまでには 1970 年代まで待つ必要がありました。

元々は紙や食品などの柔らかい素材を切断するために使用されていましたが、技術の進歩に伴い、徐々に金属、石、ガラスなどの硬い素材も正確に切断できるようになりました。

ウォータージェットの仕組みは？

さて、この技術が何であるかはすでに理解できたと思います。次に、ウォータージェット技術の仕組み、2 種類の切断、および CNC との関係について説明します。

仕事の原則

ウォータージェット技術は、材料を切断するためにガーネット研磨剤と混合された高圧水流を使用することによって機能し、加圧された水が高速で小さなウォータージェットノズルを通過し、ステンレス鋼などの材料を切断（より正確には浸食）することができます。

純水と研磨材：2種類のウォータージェット

ウォータージェットには主に 2 つのタイプがあり、純ウォータージェット切断はゴムやフォームなどの柔らかい材料に使用され、研磨ウォータージェット切断は金属や石などの硬い材料に使用されます。

どちらも多用途で効率的であるため、航空宇宙から製造まで幅広い業界で人気の選択肢となっています。

ウォータージェットシステムとCNC

ウォータージェットは CNC テクノロジーの一種で、コンピュータ プログラムに特定の命令を入力することにより、CNC マシンは正確な切断パスに従って複雑な形状やデザインを一貫性と信頼性をもって作成できます。

メーカーはウォータージェット切断をどのように使用していますか?

メーカーは、高精度と高品質の切断プロセスを必要とする多くの業界でウォーター ジェットを使用しています。例として、次の 3 つのウォーター ジェット アプリケーションを考えてみましょう。

航空宇宙分野: ウォータージェットは、アルミニウム、チタン、タービンブレード、内部部品、構造要素などの航空機コンポーネント用の複合材料などの材料の精密切断に広く利用されており、あらゆるエラーを回避するために最高の精度が要求されます。

自動車産業:耐久性のある金属で作られたピストン、コネクティングロッド、クランクシャフトなどのエンジン内の金属部品にウォータージェットを使用します。また、高精度で無駄が少ないため、自動車の装飾トリムに非常に適しています。

エンジニアリング用途 : ウォータージェットは、熱の影響を受けるゾーンや機械的ストレスを発生させずに金属、プラスチック、ガラスを切断できるため、回路基板、コンポーネント、診断装置や構造要素の製造に多大な貢献をします。

ウォータージェット切断の利点は何ですか?

ウォータージェット切断とは何か、そしてそれがどのように機能するかについてはすでに理解していると思います。次に、あなたの頭の中に浮かんでいる他の問題に答えます。なぜメーカーはウォータージェット切断を選択するのでしょうか?この技術でどのようなものが生産できるのでしょうか?

素材への柔軟な対応

この技術は、金属、プラスチック、軟質材料、食品、複合材料など幅広い材料を切断できるため、さまざまな業界で広く使用されています。

この技術は、最も硬い金属を簡単に切断できるため、特に金属加工で優れた性能を発揮します。また、材料の損傷を避ける上で高精度であるため、ウォータージェットは複合材料にも最適です。異なる素材を重ねても問題ありません。

熱の影響を避ける

ウォータージェットは水を使って材料を切断するため、加工中に熱が発生しません。

熱影響部がないということは、一方では材料の反りや歪みが最小限に抑えられることを意味し、他方では、ウォータージェットが非常にクリーンで精密な技術となり、両方とも高品質の最終製品を保証します。

環境にやさしい

ウォータージェットは環境に優しいという評判が高く、レーザーやプラズマ切断などの従来の方法では必然的に有害なガスが空気中に放出されますが、ウォータージェット機械の周囲の空気はチベット高原のような臭いがします。

ウォータージェットのもう 1 つの重要な利点は、高精度によるバッファフライ効果により、材料の無駄が最小限に抑えられ、余分なリソースの必要性が減り、大幅なコストの削減につながることです。

ウォータージェット切断の限界は何ですか?

そうですね、人は幸運で、裕福で、強力である可能性がありますが、他の産業技術と同様に、すべての良いものを同時に手に入れることはできません。ウォータージェットにも限界と不適切な状況があります。

このカットに必要なもの、不足しているもの、苦手なものを考えてみましょう。

切削速度が遅い

ケーキを持って食べることはできません。レーザー切断などの他の高速切断技術の速度と比較すると、ウォータージェットは追いつこうとしているビートルのように見えます。フェラーリ。

この問題は、純粋な切削水であれ研磨水での切削であれ、水流が材料の狭い範囲を侵食する必要があるため、明らかにプロセスが遅くなります。

初期投資コストが高い

お金がすべてを意味するわけではありませんが、お金がなければ何も意味がありません。ウォータージェットは材料の切断において精度と汎用性を提供しますが、初期コストが多くの企業を狂わせます。

特に多くの中小企業にとって、機械の購入、機器の取得と設置、トレーニング、機械の操作に必要な専門知識を含む初期投資は、天文学的な数字のように見えます。

厚さのためにこだわった

柔軟性と万能性の間には「ため息の壁」があり、ウォータージェットも一部の材料では同様に、一定の厚さまでの金属を簡単に切断できますが、カットガラスやセラミックなど、より厚さが顕著な材料では何もできません。

これらの材料は硬くて脆いため、ウォータージェットで損傷を与えずに厚い部分を切断するのは困難です。

結論

結論として、ウォータージェット切断は現代の製造において効率的な切断方法となっていますが、精度、正確さ、環境への優しさ、材料の処理における多用途性の点で大きな利点がありますが、特定の産業においては速度、価格、および材料の処理において限界もあります。ウォータージェットの生産、使用の有無、使用方法は、特定のニーズに応じて決定する必要があります。

XMAKE とウォータージェット

最先端のデジタル製造プラットフォームとして、XMAKE はウォータージェットに関する高度な技術サポートと十分な生産経験を持っています。当社の尊敬される読者の皆様がウォータージェット サービスのニーズをお持ちの場合は、リンクをクリックして問題を解決してください。

よくある質問:

Q1: ウォータージェット切断の許容レベルはどのくらいですか?

A: ウォータージェット切断は通常、高精度で厳しい公差を実現しますが、一部の機械では +/- 0.002 インチという低い公差を達成できます。

Q2: ウォータージェット切断と火炎切断はどう違うのですか?

A: ウォータージェット切断は、高圧の水流を使用して材料を切断する冷間切断プロセスであり、多くの場合熱に敏感な材料に好まれますが、火炎切断は熱に依存して材料を溶解または燃焼させます。

Q3: ウォータージェット機械の主要コンポーネントは何ですか?

A: ウォータージェット システムには通常、高圧ポンプ、切断ノズル、切断ストリーム、およびオプションの研磨材が含まれており、これらのコンポーネントが連携して、さまざまな材料の加工に必要な切断装置を作成します。

Q4:レーザー切断とウォータージェット切断を比較して、それぞれに適した応用シナリオは何ですか?

前者は、より薄い材料や複雑なデザインの切断に適しており、後者は、より厚い材料や高温に敏感な材料の切断に最適です。

Q5: ウォータージェットの将来性は何ですか?

A: ウォータージェットの将来には、さまざまな業界の要求を満たすために、さらに高速な切断速度、効率の向上、切断公差の進歩が期待されています。

Q6: ウォータージェットにおけるアブレシブジェットの役割は何ですか?

A: ウォータージェットにおけるアブレイシブ ジェットとは、ウォータージェット流の切断力と精度を高めるために、研磨粒子と高圧水の混合物を使用するプロセスを指します。

参考文献