Rezanje Abrazivnim Mlazom Vode

NEKONVENCIONALNI TEHNOLOŠKI POSTUPCI

Ibrahimspahić AdisMusa Benjamin

REZANJE ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM

UVOD• Rezanje mlazom vode

omogućava rezanje kompleksnih oblika , a zamišljeno je kao automatizovana tehnologija, što u velikoj mjeri doprinosi produktivnosti. U početku su se mlazom vode rezali samo kompozitni materijali. Potom je potupak obrade unaprijeđen dodavanjem abrazivnih čestica u vodeni mlaz čime su se značajno proširili i opseg materijala koji podliježu obradi ovom metodom i debljine obrađivanih uzoraka.

Proces rezanja zasniva se na korišćenju kinetičke energije mlaza dobijene usljed izuzetno velike brzine strujanja vode (do 1000 m/s)Proces rezanja se može izvoditi:

-bez dodataka (mlaz vode)-sa vodotopljivim dodacima; -sa čvrstim dodacima – abrazivom

Karakteristike procesa

Mašina za obradu mlazom vode sa abrazivom

Dijelovi mašine: 1.Pumpa visokog pritiska, 2. Dovod vode 3. Dovod abraziva 4. Mlaznica za vodu 5. Mješalica vode i abraziva 6. Vodeni mlaz 7. Obradak 8. Rešetkasti stol za obradu 9. Spremnik za vodu nakon obrade

Osnovi procesa obrade vodenim mlazom

Način rada rezanja vodenim mlazom:1: ulaz vode pod visokim pritiskom (280 – 690 MPa),2: mlaznica za vodu (rubin ili dijamant),3:abrazivi,4: cijev za fokusiranje,5: štitnik cijevi,6: abrazivni vodeni mlaz,7: radni komad.

Pumpa visokog pritiska


Dobivanje čistog mlaza vode Dobivanje mlaza vode sa abrazivom


Radni komad

Abraziv

Princip obrade abrazivnim vodenim mlazom zasnovan je, prije svega, na rezanju. Čestice abrazivnog materijala, visoko ubrzane strujom vodenog mlaza, odnose

materijal obratka iz zone reza skidanjem strugotine.


Kompontente postrojenja za obraduabrazivnim vodenim mlazom

Mašina koja vrši obradu materijala vodenim mlazom složen je obradni sistem, koji predstavlja savremeni proizvod vrhunske

tehnologije.

Filterska jedinica

Pumpavisokog pritiska

Stanica za rezanje

Uređaj za doziranje abraziva

Upravljačka jedinica

Sistem za recikliranje

abraziva


Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva

Filterska jedinica se nalazi iza izvora radne tečnosti i filtrira tečnost odvajanjem nečistoća veličine preko 5 μm.


Stanica za generisanje visokog pritiska mora osiguravati stalni i laminarni protok vode visokog pritiska.

Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva


Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva


Stanica za rezanje obuhvata reznu glavu, sistem za manipulaciju mlazom i sistem za manipulaciju izratkom.

Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva


Dodavanje abraziva vrši se u rasponu 0,5÷3,5 kg/min, s tim što se najdublji rezultati rezanja postižu dodavanjem 2,5÷3,0

kg/min.

Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva


Numerička jedinica predstavlja komponentu mašine za obradu rezanjem abrazivnim vodenim mlazom, preko koje se

komunicira sa mašinom.

Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva


Automatski sistem za recikliranje abraziva doprema iskorišteni abraziv i dio abraziva koji se može ponovo koristiti,

priprema za korištenje.

Filterska jedinica


Stanica za rezanje




abraziva

Karakteristike abrazivnog sredstva

Abrazivna sredstva velike tvrdoće omogućavaju velike brzine rezanja. Međutim, takva abrazivna sredstva oštećuju

mlaznicu i skraćuju njen životni vijek.

S druge strane, sa abrazivnim sredstvima male tvrdoće nije moguće ostvariti velike brzine rezanja, ali ona ne oštećuju

mlaznicu.

Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

Veličina


Abrazivni materijal koji ima malu žilavost, odnosno koji je krhak, puca već u cijevi za fokusiranje i postaje presitan da bi

učinkovitost rezanja bila na dovoljnom nivou.

S druge strane, abraziv koji je previše žilav i plastičan, tokom miješanja se zaobljuje i postaje tup.

Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

Veličina


Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

VeličinaAbrazivna zrna sa oštrijim rubovima koriste se za preciznije

obrade.


Sila rezanja je funkcija mase i brzine. Stoga je idealan abrazivni materijal onaj koji ima najtežu moguću, a

istovremeno ne pretešku česticu, da bi je vodeni mlaz mogao ubrzati do maksimalnih brzina.

Ako je previše lak, neće osigurati dovoljno veliki udar, a ako je pretežak, vodeni mlaz ga neće moći ubrzati do maksimalne

brzine.

Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

Veličina


Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

VeličinaMaterijali niske čistoće mogu sadržavati druge materijale, koje smanjuju sposobnost rezanja abrazivnog vodenog mlaza.


Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

Veličina

Veličina abrazivnih zrna

Cijev za fokusiranje [mm]

Prečnik dizne mlaznice[mm]

Rezanje velikim brzinama

50 mesh-a600-200 µm

1,27 0,406-0,457

60 mesh-a400-200 µm

1,02 0,356-0,381

Precizne ivice 80 mesh-a300-150 µm

0,762-1,02 0,254-0,356

Vrlo precizne ivice

120 mesh-a200-100 µm

0,508-0,762 0,178-0,254

Izuzetno precizne ivice

200 mesh-a50-150 µm

0.508-0,762 0,178-0,254


Osim granata, koriste se još: korund, aluminijev oksid, kvarcni pijesak, silicijev oksid i dr.

Tvrdoća

Žilavost

Oblik

Gustina

Čistoća

Veličina

Almandin- Fe3Al2(SiO4)3, koji spada u granate

(skupina minerala) je sa aspekta aspekta

zadovoljavanja ranije spomenutih osobina i cijene

optimalno abrazivno sredstvo za rezanje vodenim

mlazom.

Karakteristike površine obrađene vodenim mlazom

Koničnostreza

Hrapavost obrađene površine

Širina reza


Koničnostreza


Širina reza


Koničnostreza


Širina reza


Kvalitet Q1 dobija se kad je potrebna velika brzina rezanja uz mali kvalitet i tačnost obrade.Također, ovakva površina se može dobiti sa velikim prečnikom mlaznice, malim i nedovoljnim pritiskom vode ili starom (oštećenom) mlaznicom. Kvalitet Q5 je veoma visok i postiže se kod visoko preciznih dijelova, ali sa veoma malim brzinama predmeta obrade.

Koničnostreza


Širina reza


Koničnostreza


Širina rezaObrađena površina reza se može podijeliti u dvije zone prema

stanju obrađene površine. Gornja zona je glatko rezana zona do dubine hsc. Donja zona, često nazivana grubom zonom rezanja, je

karakteristične teksture gdje se mogu vidjeti brazde


Koničnostreza


Širina reza

Što je brzina rezanja veća, rez je uži. Na ulazu, širina je obično 1 mm. Kod fine obrade širina na

izlazu je oko 0,8 mm, a kod normalnih kvaliteta obrade 0,5 mm.

Prednosti i nedostaci rezanja abrazivnom vodenim mlazom

• Ne dolazi do nastanka zone uticaja toplote.• Ne stvara se prašina i čestice koje mogu biti veoma štetne ako se udahnu.•Jedan alat koristi se za rezanje materijala različitog sastava i debljine.•Pri rezanju voda paralelno uklanja i odvojene čestice sa površine materijala.•Nije potreban početni provrt za obradu.•Male posmične sile za vrijeme obrade. •Moguće je izraditi gotovo sve 2D oblike.•Pri rezanju voda paralelno uklanja i odvojene čestice sa površine materijala.

Prednosti

Nedostaci

Prednosti i nedostaci rezanja abrazivnom vodenim mlazom

•Brzim linearnim rezanjem dobiva se V profil i pojava razlika u hrapavosti obrađene površine.•Materijali skloni koroziji moraju se nakon rezanja zaštititi od korozije.•Obrada vrlo tvrdih materijala je jako teška ili gotovo nemoguća .•Postoje ograničenja u obradi 3D oblika.•Buka koja se razvija prilikom obrade (do 100 db).•Primjenjivost ove tehnologije ograničena je samo na tanje materijale, mada su se njenim konstantnim usavršavanjem uspjele postići debljine rezanja veće od 200 mm.•Visoka cijena opreme.

Prednosti

Nedostaci

Preduzeća u BiH koja vrše obradu vodenim mlazom

Herceg Srebrenik

CromexPrijedor

URBAN BiHDobroj Istok

MarmexSarajevo


Herceg Srebrenik

Cromex Prijedor


MarmexSarajevo


Herceg Srebrenik

CromexPrijedor

URBAN BiH Dobroj Istok

MarmexSarajevo


Herceg Srebrenik

CromexPrijedor


MarmexSarajevo

Documents

Rezanje Abrazivnim Mlazom Vode