Sečenje vodenim mlazom (Industrija 49, April 2014.)

Časopis: Industrija (ISSN 1452-3639), broj. 49 (April 2014).
Strana: 44

Naslov izvornog teksta:
EVOLUCIJA SEČENJA VODENIM MLAZOM
Sečenje vodenim mlazom je tehnologija mlaznog sečenja koja omogućava rad sa praktično svim vrstama materijala: water jet može sve da preseče, samo ostaje pitanje brzine i ukupnih troškova reza.

Preuzimanje izvorne verzije (PDF, izvod): Industrija 49 – strana 44

Sečenje vodenim mlazom je tehnologija mlaznog sečenja koja omogućava rad sa praktično svim vrstama materijala: water jet može sve da preseče, samo ostaje pitanje brzine i ukupnih troškova reza. Fokusirani vodeni mlaz se obogaćuje prirodnim granatnim peskom nezosilikatni (SiO4) minerali – čime se postiže visoka kinetička energija. Pro sudaru sa materijalom, hidro-abrazivni mlaz prodire u površinske slojeve (abrazija), razbija dublju strukturu i mehanički spira materijal (erozija) pri čemu tačka sečenja ostaje hladna a struktura materijala nepromenjena. Mlaz saopštava isključivo kinetičku energiju koja teži vektorskom prostiranju: te je debljina materijala teoretski neograničena. Praktično ograničenje proizolazi iz hoda vertikalne ose (Z), nosivosti radnog stola i drugih konstrukcionih faktora. Sa druge strane, toplotne mlazne tehnologije dopremaju najveći deo izvršne energije nekinetičkim putem: svetlosni zrak (laser), Voltin luk (plazma) ili neposredno oslobađanje hemijske energije (gasno sečenje). Kako toplotna energija teži radijalnoj entropiji, a ne vektorskom prostiranju, sečenje ploče debljine 200mm je nezamislivo na laseru ili plazmi. Poslednje dve decenije se ova tehnologija raširila izvan kosmičke i vazduhoplovne industrije i postala deo konvencionalnih tehnologija. Zbog svoje fleksibilnosti je posebno atraktivno rešenje za uslužno orijentisane kompanije. Ipak, fleksibilnost sečenja vodenim mlazom sa sobom nosi surovu stvarnost sabijanja vode na 4000/6000 bara, mešanje sa agresivnim prirodnim abrazivom te dopremanje 5/10 litara u minuti kroz otvor prečnika 0.35mm.

Paralelna CMS pumpa - 3 cilindra

Paralelna CMS pumpa – 3 cilindra

Industrijska primena je započela 1980-tih godina, a krajem prošlog veka je nastupila masovna proizvodnja. Vodeni mlaz je postao tržište niske marže – te je usledila podela posla u dve osnovne grupe: kompanije specijalizovane za proizvodnju pumpi visokog pritiska (agregat) i intregratori koji sklapaju mašine. Proizvođači mašina su u ovakvom poslovnom modelu udaljeni od suštine ove tehnologije: pumpe visokog pritiska, tako da više od decenije dominira najjednostavnije i najjeftinije rešenje: opozitna pumpa. Opozitna pumpa ozbiljno utiče na smanjenje rentabilnosti cele tehnologije – zbog svoje nepouzdanosti i visokih troškova održavanja. Zasniva se na jednom hidrauličkom cilindru koji naizmenično puni i sabija hidro-cilindre postavljene na njegova dva suprotna kraja. Dvotaktni ciklus dovodi do izraženo heterogene strukture vode, koja pri 4000 bara može smanjiti zapreminu i za 12%. Takav mlaz daje lošu reznu ivicu pa se za “opuštanje” koristi hidroakumulator velike zapremine – što je i najveća slabost ovog rešenj. Veoma često dolazi do pucanja ovog elementa usled konstantnog maksimalnog opterećenja – a takva havarija obustavlja proizvodnju na nekoliko nedelja i zahteva značajna sredstva za sanaciju.

CMS IDROLINE water jet - mašina za 2D i 3D sečenje vodenim mlazom

CMS IDROLINE water jet – mašina za 2D i 3D sečenje vodenim mlazom

Italijanski proizvođač CMS TECNOCUT je jedina kompanija u Evropi koja proizvodi kompletno rešenje: CNC sto, agregat, reznu glavu, softver, upravljački računar itd. Zbog potpunog upravljanja razvojem i proizvodnjom imali su sposobnost da se vrate na samu srž tehnologije: agregat. Nakon višegodišnjeg istraživanja i razvoja postavljen je koncept paralelne pumpe – koja prevazilazi probleme opozitnog dizajna. Pumpa se sastoji od tri hidraulička cilindra koji vrše kompresiju vode u jednom smeru, dok u povratnom hodu nisu opterećeni. Računarska sinhronizacija rada paralelnih cilindara daje zanemarljive oscilacije u strukturi vode, te je hidroakumulator u potpunosti izbačen a mlaz se dostavlja reznoj glavi. CMS TECNOCUT je odbacio dominantan koncept otvorene radne zone i razvio Idroline seriju modela sa zatvorenom radnom zonom zbog čega je po prvi put jedna water jet mašina više liči na moderne lasere nego na plazmu. Zatvoren sistem sprečava prskanje abraziva i njegovo širenje po proizvodnom pogonu a kako nije potrebna zaštitna zona oko mašine, smanjena je i ukupna površina potrebna u proizvodnoj hali.