การประมวลผล 101: การตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ทคืออะไร? - การประชุมเชิงปฏิบัติการเครื่องจักรสมัยใหม่

การตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ทอาจเป็นวิธีการประมวลผลที่ง่ายกว่า แต่มาพร้อมกับการเจาะที่ทรงพลัง และต้องการให้ผู้ปฏิบัติงานรักษาความตระหนักรู้ถึงการสึกหรอและความแม่นยำของชิ้นส่วนหลายชิ้น
การตัดฉีดน้ำแรงดันสูงที่ง่ายที่สุดคือกระบวนการตัดฉีดน้ำแรงดันสูงลงในวัสดุ เทคโนโลยีนี้มักจะเสริมกับเทคโนโลยีการประมวลผลอื่นๆ เช่น การกัด เลเซอร์ EDM และพลาสมา ในกระบวนการวอเตอร์เจ็ท ไม่มีสารหรือไอน้ำที่เป็นอันตรายเกิดขึ้น และไม่มีโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนหรือความเค้นเชิงกลเกิดขึ้น การฉีดน้ำสามารถตัดรายละเอียดที่บางเฉียบบนหิน แก้ว และโลหะได้ เจาะรูอย่างรวดเร็วในไทเทเนียม ตัดอาหาร และแม้กระทั่งฆ่าเชื้อโรคในเครื่องดื่มและน้ำจิ้ม
เครื่องวอเตอร์เจ็ททั้งหมดมีปั๊มที่สามารถอัดแรงดันน้ำเพื่อส่งไปยังหัวตัด ซึ่งจะถูกแปลงเป็นกระแสเหนือเสียง ปั๊มมีสองประเภทหลัก: ปั๊มแบบขับตรงและปั๊มแบบบูสเตอร์
บทบาทของปั๊มขับเคลื่อนโดยตรงนั้นคล้ายคลึงกับเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง และปั๊มสามสูบจะขับเคลื่อนลูกสูบสามตัวโดยตรงจากมอเตอร์ไฟฟ้า แรงดันใช้งานต่อเนื่องสูงสุดคือ 10% ถึง 25% ต่ำกว่าปั๊มเพิ่มแรงดันที่คล้ายกัน แต่ยังคงรักษาแรงดันไว้ระหว่าง 20,000 ถึง 50,000 psi
ปั๊มแบบเพิ่มความเข้มข้นประกอบขึ้นเป็นปั๊มแรงดันสูงพิเศษส่วนใหญ่ (นั่นคือ ปั๊มที่มีแรงดันมากกว่า 30,000 psi) ปั๊มเหล่านี้ประกอบด้วยวงจรของไหลสองวงจร วงจรหนึ่งสำหรับน้ำและอีกวงจรสำหรับระบบไฮดรอลิก ตัวกรองน้ำเข้าจะผ่านตัวกรองตลับขนาด 1 ไมครอนก่อน จากนั้นจึงกรองขนาด 0.45 ไมครอนเพื่อดูดในน้ำประปาธรรมดา น้ำนี้เข้าสู่ปั๊มเสริม ก่อนที่จะเข้าสู่ปั๊มเพิ่มแรงดัน ความดันของปั๊มเพิ่มแรงดันจะคงอยู่ที่ประมาณ 90 psi ที่นี่ความดันเพิ่มขึ้นเป็น 60,000 psi ก่อนที่น้ำจะออกจากชุดปั๊มในที่สุดและไปถึงหัวตัดผ่านท่อน้ำจะไหลผ่านโช้คอัพ อุปกรณ์สามารถระงับความผันผวนของแรงดันเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอและกำจัดพัลส์ที่ทิ้งรอยไว้บนชิ้นงาน
ในวงจรไฮดรอลิก มอเตอร์ไฟฟ้าระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าจะดึงน้ำมันจากถังน้ำมันและเพิ่มแรงดัน น้ำมันที่มีแรงดันจะไหลไปที่ท่อร่วม และวาล์วของท่อร่วมจะฉีดน้ำมันไฮดรอลิกที่ทั้งสองด้านของชุดบิสกิตและลูกสูบสลับกันเพื่อสร้างจังหวะของบูสเตอร์ เนื่องจากพื้นผิวของลูกสูบมีขนาดเล็กกว่าของบิสกิต แรงดันน้ำมันจึง "เพิ่ม" แรงดันน้ำ
เครื่องเพิ่มแรงดันเป็นปั๊มลูกสูบ ซึ่งหมายความว่าชุดบิสกิตและลูกสูบจะส่งน้ำแรงดันสูงจากด้านหนึ่งของเครื่องเพิ่มแรงดัน ในขณะที่น้ำแรงดันต่ำจะเติมอีกด้านหนึ่ง การหมุนเวียนยังช่วยให้น้ำมันไฮดรอลิกเย็นลงเมื่อกลับคืนสู่ถัง เช็ควาล์วช่วยให้แน่ใจว่าน้ำแรงดันต่ำและน้ำแรงดันสูงสามารถไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น กระบอกสูบแรงดันสูงและฝาปิดปลายที่ห่อหุ้มลูกสูบและส่วนประกอบบิสกิตต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพิเศษเพื่อให้สามารถทนทานต่อแรงของกระบวนการและรอบแรงดันคงที่ ระบบทั้งหมดได้รับการออกแบบให้ค่อยๆ ล้มเหลว และการรั่วไหลจะไหลไปยัง "รูระบายน้ำ" พิเศษ ซึ่งผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบได้ เพื่อกำหนดเวลาการบำรุงรักษาตามปกติได้ดียิ่งขึ้น
ท่อแรงดันสูงแบบพิเศษจะส่งน้ำไปยังหัวตัด ท่อยังสามารถให้อิสระในการเคลื่อนที่ของหัวตัด ขึ้นอยู่กับขนาดของท่อ สแตนเลสเป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับท่อเหล่านี้ และมีสามขนาดทั่วไป ท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/4 นิ้วมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์กีฬา แต่ไม่แนะนำสำหรับการขนส่งน้ำแรงดันสูงทางไกล เนื่องจากท่อนี้งอได้ง่ายแม้จะเป็นม้วน ความยาว 10 ถึง 20 ฟุตจึงสามารถเคลื่อนที่ตามแกน X, Y และ Z ได้ ท่อขนาดใหญ่ 3/8 นิ้ว 3/8 นิ้วมักจะส่งน้ำจากปั๊มไปยังด้านล่างของอุปกรณ์ที่เคลื่อนย้าย แม้ว่าจะสามารถโค้งงอได้ แต่โดยทั่วไปไม่เหมาะสำหรับอุปกรณ์การเคลื่อนที่ของท่อ ท่อที่ใหญ่ที่สุด ขนาด 9/16 นิ้ว เหมาะที่สุดสำหรับการขนส่งน้ำแรงดันสูงในระยะทางไกล เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้นจะช่วยลดการสูญเสียแรงดัน ท่อขนาดนี้เข้ากันได้ดีกับปั๊มขนาดใหญ่ เนื่องจากน้ำแรงดันสูงจำนวนมากยังมีความเสี่ยงต่อการสูญเสียแรงดันอีกด้วย อย่างไรก็ตามท่อขนาดนี้ไม่สามารถงอได้และจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่มุม
เครื่องตัดพลังน้ำบริสุทธิ์เป็นเครื่องตัดพลังน้ำที่เก่าแก่ที่สุด และมีประวัติย้อนกลับไปถึงต้นทศวรรษ 1970 เมื่อเปรียบเทียบกับการสัมผัสหรือการสูดดมวัสดุ วัสดุเหล่านี้จะผลิตน้ำบนวัสดุได้น้อยกว่า ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น อุปกรณ์ตกแต่งภายในรถยนต์ และผ้าอ้อมแบบใช้แล้วทิ้ง ของไหลมีความบางมาก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.004 นิ้วถึง 0.010 นิ้ว และให้รูปทรงที่มีรายละเอียดสูงโดยสูญเสียวัสดุเพียงเล็กน้อย แรงตัดต่ำมาก และการยึดมักจะทำได้ง่าย เครื่องจักรเหล่านี้เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานตลอด 24 ชั่วโมง
เมื่อพิจารณาหัวตัดสำหรับเครื่องวอเตอร์เจ็ทบริสุทธิ์ สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าความเร็วการไหลคือเศษเล็กเศษน้อยหรืออนุภาคของวัสดุที่ฉีกขาด ไม่ใช่แรงดัน เพื่อให้บรรลุถึงความเร็วสูงนี้ น้ำที่มีแรงดันจะไหลผ่านรูเล็กๆ ในอัญมณี (โดยปกติจะเป็นแซฟไฟร์ ทับทิม หรือเพชร) ซึ่งติดอยู่ที่ปลายหัวฉีด การตัดโดยทั่วไปจะใช้เส้นผ่านศูนย์กลางรูปาก 0.004 นิ้วถึง 0.010 นิ้ว ในขณะที่การใช้งานพิเศษ (เช่น คอนกรีตพ่น) สามารถใช้ขนาดได้ถึง 0.10 นิ้ว ที่ 40,000 psi การไหลจากปากจะเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 2 มัค และที่ 60,000 psi การไหลจะเกิน 3 มัค
เครื่องประดับที่แตกต่างกันมีความเชี่ยวชาญที่แตกต่างกันในการตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ท แซฟไฟร์เป็นวัสดุเอนกประสงค์ที่พบมากที่สุด โดยจะใช้เวลาตัดประมาณ 50 ถึง 100 ชั่วโมง แม้ว่าการใช้งานระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ทจะลดลงครึ่งหนึ่งก็ตาม ทับทิมไม่เหมาะสำหรับการตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ทบริสุทธิ์ แต่การไหลของน้ำที่ทับทิมนั้นเหมาะสมมากสำหรับการตัดแบบเสียดสี ในกระบวนการตัดทับทิม จะใช้เวลาตัดประมาณ 50 ถึง 100 ชั่วโมง เพชรมีราคาแพงกว่าแซฟไฟร์และทับทิมมาก แต่ใช้เวลาตัดระหว่าง 800 ถึง 2,000 ชั่วโมง ทำให้เพชรนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงานตลอด 24 ชั่วโมง ในบางกรณี ปากเพชรสามารถทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ในเครื่องแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท กลไกการกำจัดวัสดุไม่ใช่การไหลของน้ำ ในทางกลับกัน การไหลจะเร่งอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเพื่อกัดกร่อนวัสดุ เครื่องจักรเหล่านี้มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องตัดวอเตอร์เจ็ทบริสุทธิ์หลายพันเท่า และสามารถตัดวัสดุแข็ง เช่น โลหะ หิน วัสดุคอมโพสิต และเซรามิกได้
กระแสที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมีขนาดใหญ่กว่ากระแสน้ำเจ็ทบริสุทธิ์ โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.020 นิ้วถึง 0.050 นิ้ว พวกเขาสามารถตัดกองและวัสดุที่มีความหนาสูงสุด 10 นิ้ว โดยไม่สร้างโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนหรือความเครียดทางกล แม้ว่าความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้น แต่แรงตัดของกระแสที่มีฤทธิ์กัดกร่อนยังคงน้อยกว่าหนึ่งปอนด์ การดำเนินการฉีดน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเกือบทั้งหมดใช้อุปกรณ์ฉีด และสามารถเปลี่ยนจากการใช้หัวเดียวไปใช้หลายหัวได้อย่างง่ายดาย และแม้แต่การฉีดน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อนก็สามารถแปลงเป็นการฉีดน้ำบริสุทธิ์ได้
วัสดุขัดถูมีความแข็ง โดยคัดพิเศษและมีขนาดเท่าทราย โดยปกติจะเป็นโกเมน ขนาดกริดที่แตกต่างกันเหมาะสำหรับงานที่แตกต่างกัน สามารถรับพื้นผิวเรียบได้ด้วยวัสดุขัด 120 mesh ในขณะที่วัสดุขัด 80 mesh ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปมากกว่า ความเร็วในการตัดแบบขัดถู 50 mesh นั้นเร็วกว่า แต่พื้นผิวจะหยาบกว่าเล็กน้อย
แม้ว่าระบบฉีดน้ำจะทำงานง่ายกว่าเครื่องจักรอื่นๆ แต่ท่อผสมต้องได้รับการดูแลจากผู้ปฏิบัติงาน ศักยภาพในการเร่งความเร็วของท่อนี้เปรียบเสมือนลำกล้องปืนไรเฟิล ซึ่งมีขนาดต่างกันและมีอายุการใช้งานต่างกัน ท่อผสมที่มีอายุการใช้งานยาวนานเป็นนวัตกรรมใหม่ในการตัดด้วยพลังน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อน แต่ท่อยังคงเปราะบางมาก หากหัวตัดสัมผัสกับฟิกซ์เจอร์ วัตถุที่มีน้ำหนักมาก หรือวัสดุเป้าหมาย ท่ออาจเบรกได้ ท่อที่เสียหายไม่สามารถซ่อมแซมได้ ดังนั้นการลดต้นทุนจึงต้องลดการเปลี่ยนใหม่ เครื่องจักรสมัยใหม่มักจะมีฟังก์ชั่นตรวจจับการชนอัตโนมัติเพื่อป้องกันการชนกับท่อผสม
ระยะห่างระหว่างท่อผสมและวัสดุเป้าหมายโดยปกติคือ 0.010 นิ้วถึง 0.200 นิ้ว แต่ผู้ปฏิบัติงานต้องจำไว้ว่าการแยกที่มากกว่า 0.080 นิ้วจะทำให้เกิดน้ำค้างแข็งที่ด้านบนของขอบตัดของชิ้นส่วน การตัดใต้น้ำและเทคนิคอื่นๆ สามารถลดหรือขจัดคราบน้ำแข็งนี้ได้
ในตอนแรก ท่อผสมทำจากทังสเตนคาร์ไบด์และมีอายุการใช้งานเพียงสี่ถึงหกชั่วโมงในการตัดเท่านั้น ท่อคอมโพสิตราคาประหยัดในปัจจุบันมีอายุการใช้งานในการตัด 35 ถึง 60 ชั่วโมง และแนะนำให้ใช้สำหรับการตัดหยาบหรือการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานรายใหม่ ท่อซีเมนต์คาร์ไบด์คอมโพสิตช่วยยืดอายุการใช้งานได้ถึง 80 ถึง 90 ชั่วโมงการตัด ท่อซีเมนต์คาร์ไบด์คอมโพสิตคุณภาพสูงมีอายุการใช้งานการตัด 100 ถึง 150 ชั่วโมง เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำและงานประจำวัน และมีการสึกหรอแบบรวมศูนย์ที่คาดการณ์ได้มากที่สุด
นอกเหนือจากการเคลื่อนที่แล้ว เครื่องมือเครื่องจักรวอเตอร์เจ็ทยังต้องมีวิธีการรักษาความปลอดภัยของชิ้นงานและระบบในการกักเก็บและกักเก็บน้ำและเศษซากจากการทำงานของเครื่องจักรอีกด้วย
เครื่องจักรแบบอยู่กับที่และแบบมิติเดียวเป็นเครื่องวอเตอร์เจ็ทที่ง่ายที่สุด เครื่องฉีดน้ำแบบอยู่กับที่มักใช้ในการบินและอวกาศเพื่อตัดแต่งวัสดุคอมโพสิต ผู้ปฏิบัติงานป้อนวัสดุเข้าไปในลำห้วยเหมือนเลื่อยวงเดือน ในขณะที่ตัวจับจะเก็บลำห้วยและเศษซากต่างๆ วอเตอร์เจ็ทแบบอยู่กับที่ส่วนใหญ่เป็นเพียววอเตอร์เจ็ท แต่ไม่ใช่ทั้งหมด เครื่องตัดเป็นอีกรูปแบบหนึ่งของเครื่องตัดแบบอยู่กับที่ โดยป้อนผลิตภัณฑ์ เช่น กระดาษ ผ่านเครื่อง และระบบวอเตอร์เจ็ทจะตัดผลิตภัณฑ์ให้มีความกว้างตามที่กำหนด เครื่องตัดขวางคือเครื่องจักรที่เคลื่อนที่ไปตามแกน พวกเขามักจะทำงานร่วมกับเครื่องตัดเพื่อสร้างลวดลายเหมือนตารางบนผลิตภัณฑ์ เช่น ตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ เช่น บราวนี่ เครื่องตัดจะตัดผลิตภัณฑ์ให้มีความกว้างเฉพาะ ในขณะที่เครื่องตัดตามขวางจะตัดผลิตภัณฑ์ที่ป้อนไว้ด้านล่าง
ผู้ปฏิบัติงานไม่ควรใช้แอบราซีฟวอเตอร์เจ็ทประเภทนี้ด้วยตนเอง เป็นการยากที่จะเคลื่อนย้ายวัตถุที่ตัดด้วยความเร็วเฉพาะและสม่ำเสมอ และเป็นอันตรายอย่างยิ่ง ผู้ผลิตหลายรายจะไม่เสนอราคาเครื่องจักรสำหรับการตั้งค่าเหล่านี้ด้วยซ้ำ
โต๊ะ XY หรือที่เรียกว่าเครื่องตัดแบบแท่นเป็นเครื่องตัดวอเตอร์เจ็ทสองมิติที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด การฉีดน้ำบริสุทธิ์จะตัดปะเก็น พลาสติก ยาง และโฟม ในขณะที่รุ่นที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะตัดโลหะ คอมโพสิต แก้ว หิน และเซรามิก โต๊ะทำงานอาจมีขนาดเล็กเพียง 2 × 4 ฟุต หรือใหญ่ได้ถึง 30 × 100 ฟุต โดยปกติแล้ว การควบคุมเครื่องมือกลเหล่านี้จะได้รับการจัดการโดย CNC หรือ PC เซอร์โวมอเตอร์ซึ่งโดยปกติจะมีการป้อนกลับแบบวงปิด ช่วยให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของตำแหน่งและความเร็ว หน่วยพื้นฐานประกอบด้วยตัวนำทางเชิงเส้นตรง ตัวเรือนแบริ่ง และบอลสกรูไดรฟ์ ในขณะที่หน่วยบริดจ์ยังมีเทคโนโลยีเหล่านี้ด้วย และถังรวบรวมก็มีการรองรับวัสดุด้วย
โต๊ะทำงาน XY มักจะมาในสองสไตล์: โต๊ะทำงานโครงสำหรับตั้งสิ่งของรางกลางประกอบด้วยรางนำฐานสองรางและสะพาน ในขณะที่โต๊ะทำงานแบบคานยื่นใช้ฐานและสะพานที่แข็งแรง เครื่องทั้งสองประเภทมีรูปแบบการปรับความสูงของศีรษะได้บางรูปแบบ ความสามารถในการปรับแกน Z นี้สามารถอยู่ในรูปของข้อเหวี่ยงแบบแมนนวล สกรูไฟฟ้า หรือสกรูเซอร์โวที่ตั้งโปรแกรมได้เต็มที่
บ่อบนโต๊ะทำงาน XY มักจะเป็นถังเก็บน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำ ซึ่งมีตะแกรงหรือแผ่นระแนงเพื่อรองรับชิ้นงาน กระบวนการตัดจะใช้วัสดุรองรับเหล่านี้อย่างช้าๆ สามารถทำความสะอาดกับดักได้โดยอัตโนมัติ ของเสียจะถูกเก็บไว้ในภาชนะ หรืออาจเป็นแบบแมนนวลก็ได้ และผู้ปฏิบัติงานจะตักกระป๋องเป็นประจำ
เนื่องจากสัดส่วนของชิ้นงานที่แทบไม่มีพื้นผิวเรียบเพิ่มขึ้น ความสามารถแบบห้าแกน (หรือมากกว่า) จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ทสมัยใหม่ โชคดีที่หัวกัดน้ำหนักเบาและแรงหดตัวต่ำในระหว่างกระบวนการตัด ช่วยให้วิศวกรออกแบบมีอิสระอย่างที่การกัดที่มีภาระงานสูงไม่มี การตัดวอเตอร์เจ็ทแบบห้าแกนเริ่มแรกใช้ระบบเทมเพลต แต่ในไม่ช้า ผู้ใช้ก็หันมาใช้แบบห้าแกนแบบตั้งโปรแกรมได้เพื่อลดต้นทุนของเทมเพลต
อย่างไรก็ตาม แม้จะมีซอฟต์แวร์เฉพาะ การตัดแบบ 3 มิติก็ยังซับซ้อนกว่าการตัดแบบ 2 มิติ ส่วนหางแบบประกอบของโบอิ้ง 777 เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุด ขั้นแรก ให้ผู้ปฏิบัติงานอัปโหลดโปรแกรมและตั้งโปรแกรมให้กับพนักงาน “pogostick” ที่ยืดหยุ่น เครนเหนือศีรษะจะลำเลียงวัสดุของชิ้นส่วน และคลายเกลียวสปริงบาร์ให้มีความสูงที่เหมาะสมและชิ้นส่วนต่างๆ ได้รับการแก้ไขแล้ว แกน Z แบบพิเศษที่ไม่มีการตัดใช้หัววัดแบบสัมผัสเพื่อวางตำแหน่งชิ้นส่วนในพื้นที่ว่างอย่างแม่นยำ และใช้จุดตัวอย่างเพื่อให้ได้ระดับความสูงและทิศทางของชิ้นส่วนที่ถูกต้อง หลังจากนั้นโปรแกรมจะถูกส่งไปยังตำแหน่งจริงของชิ้นส่วน หัววัดจะหดกลับเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับแกน Z ของหัวตัด โปรแกรมจะรันเพื่อควบคุมแกนทั้ง 5 แกนให้หัวตัดตั้งฉากกับพื้นผิวที่จะตัดและทำงานตามต้องการ เดินทางด้วยความเร็วที่แม่นยำ
สารกัดกร่อนจำเป็นต้องตัดวัสดุคอมโพสิตหรือโลหะใดๆ ที่มีขนาดใหญ่กว่า 0.05 นิ้ว ซึ่งหมายความว่าจะต้องป้องกันไม่ให้ตัวดีดตัดสปริงบาร์และฐานเครื่องมือหลังการตัด การจับจุดพิเศษเป็นวิธีที่ดีที่สุดเพื่อให้ได้การตัดวอเตอร์เจ็ทแบบห้าแกน การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้สามารถหยุดเครื่องบินเจ็ตขนาด 50 แรงม้าที่มีความสูงต่ำกว่า 6 นิ้วได้ โครงรูปตัว C เชื่อมต่อตัวจับกับข้อมือแกน Z เพื่อจับลูกบอลอย่างถูกต้องเมื่อส่วนหัวตัดเส้นรอบวงทั้งหมดของชิ้นส่วน ตัวจับจุดยังหยุดการเสียดสีและใช้ลูกเหล็กในอัตราประมาณ 0.5 ถึง 1 ปอนด์ต่อชั่วโมง ในระบบนี้ ไอพ่นจะถูกหยุดโดยการกระจายตัวของพลังงานจลน์ หลังจากที่ไอพ่นเข้าไปในกับดัก มันจะพบกับลูกบอลเหล็กที่บรรจุอยู่ และลูกบอลเหล็กจะหมุนเพื่อใช้พลังงานของไอพ่น แม้จะอยู่ในแนวนอนและ (ในบางกรณี) กลับหัว เครื่องจับจุดก็สามารถทำงานได้
ชิ้นส่วนห้าแกนไม่ได้ทั้งหมดมีความซับซ้อนเท่ากัน เมื่อขนาดของชิ้นส่วนเพิ่มขึ้น การปรับโปรแกรมและการตรวจสอบตำแหน่งชิ้นส่วนและความแม่นยำในการตัดจึงมีความซับซ้อนมากขึ้น ร้านค้าหลายแห่งใช้เครื่อง 3D สำหรับการตัด 2D อย่างง่ายและการตัด 3D ที่ซับซ้อนทุกวัน
ผู้ปฏิบัติงานควรตระหนักว่ามีความแตกต่างอย่างมากระหว่างความแม่นยำของชิ้นส่วนและความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร แม้แต่เครื่องจักรที่มีความแม่นยำเกือบสมบูรณ์แบบ การเคลื่อนที่แบบไดนามิก การควบคุมความเร็ว และความสามารถในการทำซ้ำที่ยอดเยี่ยม ก็อาจไม่สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ "สมบูรณ์แบบ" ได้ ความแม่นยำของชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์นั้นเกิดจากข้อผิดพลาดของกระบวนการ ข้อผิดพลาดของเครื่องจักร (ประสิทธิภาพ XY) และความเสถียรของชิ้นงาน (ฟิกซ์เจอร์ ความเรียบ และความเสถียรของอุณหภูมิ) รวมกัน
เมื่อตัดวัสดุที่มีความหนาน้อยกว่า 1 นิ้ว ความแม่นยำของการฉีดน้ำมักจะอยู่ระหว่าง ±0.003 ถึง 0.015 นิ้ว (0.07 ถึง 0.4 มม.) ความแม่นยำของวัสดุที่มีความหนามากกว่า 1 นิ้วคือภายใน ±0.005 ถึง 0.100 นิ้ว (0.12 ถึง 2.5 มม.) ตาราง XY ประสิทธิภาพสูงได้รับการออกแบบให้มีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งเชิงเส้น 0.005 นิ้วหรือสูงกว่า
ข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำ ได้แก่ ข้อผิดพลาดในการชดเชยเครื่องมือ ข้อผิดพลาดในการตั้งโปรแกรม และการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร การชดเชยเครื่องมือคือค่าที่ป้อนเข้าไปในระบบควบคุมเพื่อพิจารณาความกว้างการตัดของเจ็ท ซึ่งก็คือจำนวนเส้นทางการตัดที่ต้องขยายเพื่อให้ชิ้นส่วนสุดท้ายได้ขนาดที่ถูกต้อง เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในงานที่มีความแม่นยำสูง ผู้ปฏิบัติงานควรทดลองตัดและเข้าใจว่าต้องปรับการชดเชยเครื่องมือให้ตรงกับความถี่ของการสึกหรอของท่อผสม
ข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรมมักเกิดขึ้นเนื่องจากตัวควบคุม XY บางตัวไม่แสดงขนาดบนโปรแกรมชิ้นงาน ทำให้ยากต่อการตรวจจับการขาดการจับคู่มิติระหว่างโปรแกรมชิ้นงานและแบบร่าง CAD ลักษณะสำคัญของการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรที่อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้คือช่องว่างและความสามารถในการทำซ้ำในหน่วยกลไก การปรับเซอร์โวก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากการปรับเซอร์โวที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในช่องว่าง ความสามารถในการทำซ้ำ แนวตั้ง และการสะท้าน ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีความยาวและความกว้างน้อยกว่า 12 นิ้วไม่จำเป็นต้องใช้ตาราง XY มากเท่ากับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ดังนั้น โอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรจึงน้อยกว่า
สารกัดกร่อนคิดเป็นสองในสามของต้นทุนการดำเนินงานของระบบวอเตอร์เจ็ท อื่นๆ ได้แก่ ระบบไฟฟ้า น้ำ อากาศ ซีล เช็ควาล์ว ช่องเปิด ท่อผสม ตัวกรองน้ำเข้า และอะไหล่สำหรับปั๊มไฮดรอลิกและกระบอกแรงดันสูง
การดำเนินการแบบเต็มกำลังดูเหมือนจะมีราคาแพงกว่าในตอนแรก แต่ผลผลิตที่เพิ่มขึ้นเกินต้นทุน เมื่ออัตราการไหลของสารกัดกร่อนเพิ่มขึ้น ความเร็วตัดจะเพิ่มขึ้น และราคาต่อนิ้วจะลดลงจนกว่าจะถึงจุดที่เหมาะสมที่สุด เพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุด ผู้ปฏิบัติงานควรใช้หัวตัดด้วยความเร็วตัดที่เร็วที่สุดและแรงม้าสูงสุดเพื่อการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด หากระบบ 100 แรงม้าสามารถทำงานได้เพียง 50 แรงม้าเท่านั้น การใช้สองหัวในระบบก็สามารถบรรลุประสิทธิภาพนี้ได้
การเพิ่มประสิทธิภาพการตัดด้วยระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ทต้องให้ความสนใจกับสถานการณ์เฉพาะที่เกิดขึ้น แต่สามารถช่วยเพิ่มผลผลิตได้อย่างดีเยี่ยม
มันไม่ฉลาดเลยที่จะตัดช่องว่างอากาศที่ใหญ่กว่า 0.020 นิ้ว เนื่องจากไอพ่นจะเปิดขึ้นในช่องว่างและตัดระดับที่ต่ำกว่าโดยประมาณ การวางแผ่นวัสดุชิดกันสามารถป้องกันสิ่งนี้ได้
วัดผลผลิตในแง่ของต้นทุนต่อนิ้ว (นั่นคือจำนวนชิ้นส่วนที่ระบบผลิต) ไม่ใช่ต้นทุนต่อชั่วโมง ในความเป็นจริง การผลิตที่รวดเร็วเป็นสิ่งจำเป็นในการตัดจำหน่ายต้นทุนทางอ้อม
วอเตอร์เจ็ทที่มักจะเจาะวัสดุคอมโพสิต แก้ว และหิน ควรติดตั้งตัวควบคุมที่สามารถลดและเพิ่มแรงดันน้ำได้ เครื่องช่วยสุญญากาศและเทคโนโลยีอื่นๆ ช่วยเพิ่มโอกาสในการเจาะวัสดุที่เปราะบางหรือเคลือบได้สำเร็จ โดยไม่ทำลายวัสดุเป้าหมาย
ระบบอัตโนมัติในการขนถ่ายวัสดุจะเหมาะสมก็ต่อเมื่อการขนถ่ายวัสดุมีส่วนทำให้ต้นทุนการผลิตชิ้นส่วนเป็นส่วนใหญ่เท่านั้น เครื่องแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ทมักจะใช้การขนถ่ายด้วยมือ ในขณะที่การตัดแผ่นส่วนใหญ่จะใช้ระบบอัตโนมัติ
ระบบวอเตอร์เจ็ทส่วนใหญ่ใช้น้ำประปาธรรมดา และ 90% ของผู้ปฏิบัติงานวอเตอร์เจ็ทไม่ได้เตรียมการใดๆ นอกเหนือจากการทำให้น้ำอ่อนตัวลงก่อนที่จะส่งน้ำไปยังตัวกรองทางเข้า การใช้รีเวิร์สออสโมซิสและเครื่องกำจัดไอออนเพื่อทำให้น้ำบริสุทธิ์อาจดูน่าสนใจ แต่การกำจัดไอออนจะทำให้น้ำดูดซับไอออนจากโลหะในปั๊มและท่อแรงดันสูงได้ง่ายขึ้น สามารถยืดอายุการใช้งานของออริฟิสได้ แต่ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนกระบอกสูบแรงดันสูง เช็ควาล์ว และฝาปิดปลายจะสูงกว่ามาก
การตัดใต้น้ำช่วยลดการเกิดฝ้าที่พื้นผิว (หรือที่เรียกว่า "การเกิดฝ้า") ที่ขอบด้านบนของการตัดด้วยระบบแอบราสซีฟวอเตอร์เจ็ท ขณะเดียวกันก็ช่วยลดเสียงเจ็ทและความโกลาหลในที่ทำงานได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม วิธีนี้จะลดการมองเห็นของเครื่องบินเจ็ต ดังนั้นจึงขอแนะนำให้ใช้การตรวจสอบประสิทธิภาพทางอิเล็กทรอนิกส์เพื่อตรวจจับการเบี่ยงเบนจากสภาวะสูงสุดและหยุดระบบก่อนที่ส่วนประกอบจะเสียหาย
สำหรับระบบที่ใช้ขนาดตะแกรงขัดที่แตกต่างกันสำหรับงานที่แตกต่างกัน โปรดใช้พื้นที่จัดเก็บและการสูบจ่ายเพิ่มเติมสำหรับขนาดทั่วไป การลำเลียงจำนวนมากขนาดเล็ก (100 ปอนด์) หรือขนาดใหญ่ (500 ถึง 2,000 ปอนด์) และวาล์วสูบจ่ายที่เกี่ยวข้อง ช่วยให้สลับระหว่างขนาดตาข่ายตะแกรงได้อย่างรวดเร็ว ลดการหยุดทำงานและความยุ่งยาก พร้อมทั้งเพิ่มผลผลิต
เครื่องแยกสามารถตัดวัสดุที่มีความหนาน้อยกว่า 0.3 นิ้วได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าตัวเชื่อมเหล่านี้มักจะรับประกันการเจียรดอกต๊าปครั้งที่สอง แต่ก็สามารถจัดการวัสดุได้เร็วขึ้น วัสดุที่แข็งกว่าจะมีฉลากที่เล็กกว่า
เครื่องพ่นน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและควบคุมความลึกของการตัด สำหรับส่วนที่ถูกต้อง กระบวนการที่เพิ่งเกิดขึ้นนี้อาจเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ
Sunlight-Tech Inc. ได้ใช้เครื่องเลเซอร์ไมโครแมชชีนนิ่งและการกัดไมโครเลเซอร์ Microlution ของ GF Machining Solutions เพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 1 ไมครอน
การตัดด้วยระบบวอเตอร์เจ็ทถือเป็นส่วนสำคัญในด้านการผลิตวัสดุ บทความนี้จะพิจารณาว่าวอเตอร์เจ็ททำงานอย่างไรสำหรับร้านค้าของคุณและพิจารณากระบวนการต่างๆ