در قسمت قبلی این مقاله با روش استفاده از جت آب برای برش قطعات آشنا شدیم. در این روش که به آن برش با استفاده از واترجت هم گفته می شود، با استفاده از ترکیبی از جریان آب به همراه مواد ساینده می توان قطعات صنعتی را برش داد.
در ادامه و در این مطلب مقایسه ای داریم بین واترجت و سایر روش های مطرح در برش قطعات صنعتی.
جت آب در مقابل لیزر
در برش لیزر، یک پرتو متمرکز نور برای ذوب شدن، سوختن یا تبخیر مواد برش استفاده می شود. لیزر می تواند استاتیک باشد، با موادی زیر آن حرکت می کند یا می تواند در اطراف ماده ای که در محلی ثابت قرار دارد حرکت کند. در مورد دوم، اپتیک های اضافی برای جبران تغییرات فاصله از انتهای لیزر مورد نیاز است.
اگرچه برش لیزری اغلب برای تعریف جت آب استفاده میشود ، اما این دو تکنولوژی مزایای متفاوتی نسبت به یکدیگر دارند.
یک صنعتگر فعال در زمینه برش قطعات میگوید: به عنوان مثال، در مقایسه با یک لیزر، هنگامی که شما به تیتانیوم یا فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم نگاه می کنید ظرفیت محدودی در رابطه با ضخامت وجود دارد. من فکر می کنم ضخامت حداکثر به طور کلی حدود یک و یک چهارم اینچ تا یک و نیم اینچ است.
او همچنین می گوید: مواد با ضخامت هشت یا نه اینچ را بریده ایم. هنگامی که شما به توانایی های لیزر را بررسی می کنید، معمولا متوجه میشوید که در پردازش مواد بازتابنده مانند آلومینیوم و یا هر فلز زرد مانند برنز و مس مشکلاتی وجود دارد.
به عبارت دیگر ضخامت مواد و مواد که برای برش توسط لیزر دشوار یا غیرممکن هستند، برای استفاده از جت آب مشکل چندانی به همراه ندارند. این قابلیت برش مواد ضخیم یکی از دلایلی است که جت آب یکی از محبوب ترین گزینه ها برای برش قطعات است و دلیل دیگر آن کیفیت سطح بعد از برش است.
این یکی از بزرگترین مزایا را برای برش جت آب را به وجود می آورد که نبود ناحیه تحت تاثیر حرارت (Heat Affected Zone) است. این یک مشکل برای برش لیزری و انواع دیگر از تکنولوژی های رقابتی است: برش پلاسما.
جت آب و پلاسما
برش پلاسما بر روی مواد الکتریکی هدایت شونده با استفاده از یک جریان شتاب یافته گاز که از طریق قوس الکتریکی به حالت پلاسما میرسد انجام میشد. پلاسما ماده را ذوب کرده و با حرکت سریع باعث دمیده شدن فلز ذوب شده به خارج از ناحیه برش میشود. اگر چه به طور معمول سریعتر از جت آب است، از نظر کیفیت سطح ، برش پلاسما دچار مشکلاتی است.
یک صنعت گر فعال در این زمینه میگوید: پلاسما می تواند در مقایسه با آب جت از نظر سرعت بهتر عمل کند، اما کیفیت برش بسیار پایین تر است. با توجه به کیفیت لبه، قابلیت تحمل و عملیات ثانویه که در برش با پلاسما مورد نیاز است، این موارد در استفاده از جت آب وجود ندارد.
یکی دیگر از مزایای بخصوص جت آب در مقایسه با پلاسما قابلیت برش موادی است که به راحتی ذوب نمی شوند مانند گرانیت و یا موادی که از طریق ذوب نابود می شوند (مانند لمینت).
جت آب و برش با شعله (هوا برش)
برش شعله یا هوا برش، که فقط برای آهن و فولاد استفاده می شود، شامل گرمایش فلزات تا درجه حرارت های بالا و سپس استفاده از اکسیژن برای ذوب فلز جهات برش است. فلز گرم به اکسیژن واکنش نشان می دهد و اکسید آهن را تشکیل می دهد که دارای نقطه ذوب پایین تری از خود فلز است. در حال حاضر در بسیاری از شرکت ها از هوا برش CNC برای برش دقیق و با دقت بالا استفاده می گردد.
یکبار دیگر، مزیت اصلی جت آب نسبت به این تکنولوژی های رقابتی برش توانایی آن برای برش مواد مختلف علاوه بر آهن و فولاد است. برخلاف برش شعله ای که باعث ایجاد تحت تاثیر حرارت میشود، برش جت آب به طور قابل ملاحظه ای مواد تحت برش را حرارت نمیدهد. گرچه ممکن است در حین سوراخ کردن به دمای 120 درجه فارنهایت (49 درجه سانتیگراد) گرم شود، اما در طی برش، تنها چند درجه گرم می شود.
برش جت آب نیز دقیق تر از برش شعله است و بعد از انجام آن نیاز به انجام ساب پاشی برای بهبود سطح است که به طور قابل توجهی نرمتر از لبه های خشن تولید شده با شعله برش است. بریدگی های کوچکتر تولید شده با استفاده از جت آب یک مزیت دیگر است بخصوص هنگام برش مواد گرانبها.
هزینه های جت آب
مانند همه روش های ساخت و تولید قطعات، راه های متعدد برای محاسبه هزینه های جت آب وجود دارد. با این حال، برخی از آنها یک برآورد دقیق تر از دیگران ارائه می دهند.
به عنوان مثال، تلاش برای محاسبه هزینه ها برحسب دلار به ازای هر ساعت از کار ماشین دشوار است، چرا که ساختار جت آب را می توان با یک یا چند سر برای برش ایجاد کرد ،که بر زمان برش تاثیر می گذارد.
محدوده قیمت معمول برای یک جت آب با یک سر برش تقریبا 100-135 دلار در هر ساعت است، هرچند می توانند تا 2000 دلار در ساعت بسته به نوع مواد و ضخامت و همچنین هندسه هم برسد. این سه عامل همان چیزی است که محاسبه هزینه های جت آب را بر حسب دلار در هر اینچ مربع برش مواد محاسبه می کند.
بهترین روش برای محاسبه هزینه های جت آب بر حسب دلار به ازای هر قطعه است. با این حال، یک لیست بزرگ از عوامل وجود دارد که در چنین محاسباتی باید لحاظ بشود، از جمله:
- زمان لازم برای برنامه ریزی مسیر ابزار
- خطر شکستن مواد شکننده
- چند بار مواد باید سوراخ شود
- هزینه مواد مصرفی
- زمان راه اندازی، تعمیر و نگهداری
برداشت های رایج اشتباه در مورد برش با واترجت
یکی از سو تفاهم های متداول در مورد جت آب تردید در مورد توانایی آن ها برای برش مواد ضخیم است. برنام توضیح داد: مردم می گویند که آب و ساینده نمی تواند مواد ضخیم را ببرد، اما ما می توانیم تقریبا هر ماده معمولی را از بین می بریم. ما باید سرعت برش را کاهش دهیم اما توانایی برش هر ماده ضخیمی را داریم.
یک برشکار در این رابطه می گوید: من افرادی را می شناسم که در برش موادی که تا 24 اینچ ضخامت دارند چند هفته زمان ذخیره میکنند. آنها ابتدا آن را بدون رعایت جزییات میبرند و سپس آن را در یک کارخانه می برند و با ریزه کاری آن را برش میدهند و با اینکار چند هفته در زمان صرفه جویی میکنند، اما این روش معمول نیست، بیشتر برش ها امروزه سه اینچ یا کمتر است.
البته، این واقعیت که شما می توانید با استفاده از جت آب در زمان صرفه جویی کنید، به این معنا نیست که این روش بهویژه در مقایسه با برش پلاسما یا لیزر سریع است.
او همچنین می گوید: بسیاری از مشتریان انتظار دارند که برش با سرعت لیزر یا پلاسما انجام شود. جت آب قطعا کندتر است، بنابراین اهمیت برش با استفاده از دو، سه یا چهار سر را قطعا نمی توان نادیده گرفت.
این مسئله ما را به مقایسه های اجتناب ناپذیری بین جت آب و سایر تکنیک های برش، از جمله لیزر، شعله و پلاسما می کشاند. اگر چه هر روش برش دارای مزایا و معایب خاص خود است، جت آب با وجود مزایایی که ارائه می دهد، اغلب نادیده گرفته می شود.
یک محقق می گوید: اکنون این مسئله در حال تغییر است، اما می گویم که حداقل برای ده سال همینطور بود. اما دیگر دارد شروع به تغییر می کند چون محبوب شده است و اکنون به عنوان اولین عملیات برای تقریبا هر چیزی که فرد می خواهد انجام دهد، استفاده می شود. بسیاری از فروشگاه ها جت آب را تبلیغ می کنند.
نتیجه گیری نهایی در مورد مزیت های جت آب
جت آب دارای دو مزیت عمده در مقایسه با سایر تکنیک های برش است: تطبیق پذیری و سادگی.
تطبیق پذیری آن با تنوع گسترده ای از مواد و ضخامت هایی است که می تواند با استفاده از یک جت آب بریده شود، نشان داده شده است، اما سادگی آن در مقایسه جت آب با لیزر، پلاسما و برش شعله خود را نمایان میکند.
هنوز دیدگاهی برای این مطلب ثبت نشده است.