واترجت موتورهایی هستند که بوسیله ی آب کار میکنند و برای بریدن مواد سخت مانند فلزات ، سنگ‌ها و پلاستیک‌ها و نیز چوب، چرم، اسفنج، کامپوزیت‌ها و برداشتن روکش سیم‌هاو پلیسه‌گیری استفاده میشود.
همزمان با پیشرفت تکنولوژی، احتیاج به دستگاه‌های تک منظوره افزایش پیدا کرد. علاوه بر این تنوع، سلیقه‌های مختلف مشتریان و روند به سوی پیشرفت صنعت، موجب شده‌اند که دیگر سیستم‌های تولیدی قدیمی مانند ماشین‌های تراش معمولی، پاسخگوی تغییرات همیشگی در تقاضاهای بازار نباشند. بالاخره، با تنگ‌تر شدن عرصه رقابت، تولیدکنندگان در سال‌های اخیر به اختراع سیستم‌های تولیدی پیشرفته روی آورده‌اند تا بتوانند هم قادر به انجام نیازهای مشتری باشند و هم به ادامه ی فعالیت خود برسند. در طی این تغییر و تحول سیستم‌های تولیدی، کامپیوترها نقش بسیار مهمی را در هدایت، کنترل و پیگیری عملیات مختلف دستی یا ماشینی به عهده گرفته‌اند. همینطور برای کاهش خطاهای انسانی و بالابردن سطح تکرارپذیری و دقت ، ربات‌های مختلفی طراحی و ساخته شده‌اند تا محصولات تولیدی از کیفیت و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار شوند.
یکی از این دستگاه‌های پیشرفته و کارآمد دستگاه برش بوسیله واتر جت (water jet cutting) یا همان جت آب می‌باشد.
واترجت چیست؟
از این موتورهای آبی، در زمینه های زیر استفاده میگردید:
در زمینه استخراج معدن
ساخت تونل برای سنگ‌شویی کردن سنگ و زمین
بریدن مواد نرم با استفاده از واتر جت از سال 1960 آغاز شد
. از اواسط دهه هشتاد واتر جت در ترکیب با مواد ساینده برای بریدن مواد سخت مثل فلزات و سنگ‌هاہ و پلاستیک‌ها نیز مورد استفاده قرار گرفت.
آشنایی با انتخاب سنگ‌های تزیینی با تکنولوژی واترجت
واترجت به نحو بسیار زیادی رشد و گسترش قابل ملاحظه‌ای پیدا کرده است.
هم واترجت و هم لیزر قادرند فلزات و دیگر مواد را برش دهند اما تفاوت این دو در این است که دستگاه‌های واترجت ارزان‌تر از دستگاه‌های لیزر می‌باشند.
این فرآیند برای برش کاری و شیارزنی غیر فلزات متخلخل مانند: چوب، چرم، اسفنج و... بسیار مناسب است. از آن همچنین برای برش کاری کامپوزیت‌ها، برداشتن روکش سیم‌ها و پلیسه گیری استفاده میشود. این تکنولوژی با استفاده از اصل تاثیرات فرسایشی یک جت آب با قطر کم و سرعت بالا کار می کند. کیفیت لبه‌های ماشین کاری شده در این فرآیند معمولا بهتر از دیگر فرآیند های برشی رایج است.
جت آب یک ابزار برشی است که هییچوقت کند نمی‌شود و نمی‌شکند. این فرآیند گرد و غبار تولید نمیکند، پس از این رو خطرات موجود در ماشینکاری کامپوزیت‌های الیافی و آزبست‌ها به حداقل می‌رسند.
مواد مصرفی:
در واترجت آب ماشینکاری میکند. ابزار برش، آب خالص یا آب به همراه مواد ساینده است. فرآیند برش با آب خالص معمولا برای مواد کم استحکام مانند کاغذ، شیشه، فایبر گلاس و مقوا و فرآیند برش واترجت به همراه مواد ساینده، برای مواد مستحکم مانند فلزات و آلیاژها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برش بوسیله جت آب دارای قابلیت انعطاف بالا می‌باشد و اجازه انجام بیش‌تر برش‌ها را به کاربران آن می‌دهد.
عمده فعالیت‌های انجام شده در چهار دهه گذشته مربوط به ایجاد تکنولوژی فشار بسیار زیاد مورد نیاز این قبیل دستگاه‌های پیشرفته بوده است زیرا که برای برش فلزاتباید آب مصرفی با فشار بسیار زیاد تنظیم شود و تحت فشار قرار گیرد تا قادر باشد یک جریان برش خیلی قوی را برای برش ایجاد نماید. این فرایند ها فقط برای دو مورد زیر قابل اجرا می‌باشد:
- آب مصرفی
- جت مواد ساینده
طریقه کار واترجت از یک جریان آب باریک، با سرعت بسیار بالا که یک ماده ساینده به منظور برش مواد سخت به آن تزریق شده، تشکیل شده است. مخلوط آب و مواد ساینده یک بریدگی باریک را روی قطعه کار ایجاد میکند.
عنصر اصلی در این فرآیند آب است که با سرعت 900 متر بر ثانیه حرکت دارد و در زمان برخورد این جریان به سطح قطعه کار، ماده بر اثر نیروی آب به سرعت برداشته میشود.
فواید واترجت:
- یکی از برترین فواید و مزایای واترجت این است که دارای خاصیت برشکاری سرد است و ایجاد حرارت نمیکند که همین خاصیت به مواد اجازه برش می‌دهد. در صورتی که در سایر روش‌های برشکاری مواد یا می‌سوزند یا ذوب شده و یا این که ترک بر می‌دارند.
همچنین بعضی از فرآیندهای حرارتی سبب تاب برداشتن و سخت شدن سطح قطعه میشود و یا این که موجب ساتع شدن گازهای سمی از جسم میشود.
در مواد متضاد و مقابل هم که توسط واترجت برش می‌خورند بخاطر همین مزیت هیچ گونه تنش حرارتی را تحمل نمی‌کنند و هر گونه نتایج ناخوشایند را از آن‌ها دور می‌سازد.
برشکاری سرد می‌تواند بر مناطقی که دچار سختی نشده‌اند تأثیر گذاشته، در هر سمت و جهتی عملیات سوراخکاری و یا برشکاری را انجام دهد.
این روش می‌تواند بدون ایجاد سوراخ‌های اولیه برای انجام عملیات سوراخکاری اقدام به انجام عمل سوراخکاری در هر نوع ماده و قالب ویژه وحتی در فواصل بسیار نزدیک به هم نماید و هیچ نوع نیازی به انجام عملیات دیگری یر روی قـــطعه نمی‌باشد.
واترجت معمولا هیچ خطری برای محیط زیست ایجاد نمیکند و گردو غبار بسیار کمی در محیط اطراف ایجاد میکند.
- همچنین در روش واترجت هیچ گونه خطری متوجه کاربران نیست. همچنین این روش صداهای ناهنجاری که شنیده نمی‌شوند ولی روی اعصاب تاثیر منفی می‌گذارند را تولید نمیکند. محدوده شنوایی انسان حدود 20 هرتز تا 20 کیلو هرتز است ولی در التراسونیک امواجی با فرکانس 20 کیلو هرتز به بالا تولید میکند.
- علاوه بر این‌ها، ماشین‌های یکپارچه‌ای می‌باشند که باعث صرفه‌جویی در استفاده از مواد خام و اولیه می‌گردند.
می‌توانند برش‌های عرضی بسیار کوچک ایجاد کنند و یا در برش‌های پیچیده مورد استفاده قرار گیرند.
- بسیار سریع‌تر از ابزارهای دیگر می‌باشند.
- از دیگر فواید آن‌ها توانایی انجام برش بر روی رشته‌های بسیار محکم از فلزات، مواد صیقلی و یا با سطوح ناصاف و لایه‌های متفاوت جمع شده می‌باشد.
پس از آن که فرایندهای مکانیکی برروی سطوح ذره بینی اتفاق افتاد، سطوح مورد نظر با موادی که دارای عوامل خطرزا نمی‌باشند، کامل می‌گردد.
- انرژی جنبشی در واترجت باعث تغییر شکل در اجسام شده و همین انرژی سبب ایجاد سوراخ با درستی و صحت بالا دراجسام میشود، بدون باقی گذاشتن لبه، تراشه یا پوسته‌ای بر روی آن‌ها.
- این فرایند بسیار عالی بوده و دارای کیفیت سطح بسیار بالا با لبه‌هایی عالی می‌باشد که در بسیاری موارد احتیاج ما را به فرایند تمام کاری رفع می‌نماید.
- واترجت در تولید اجسام و طرح‌های پیچیده بسیار باصرفه می‌باشد و مواد می‌توانند در فئال نزدیکی از هم برش بخورند.
- همچنین ایجاد گوشــــــه‌های تیز و اریب و سوراخ‌های شکافدار و شکل‌‌هایی با گوشه‌های شعاع بسیار کوچک امکان‌پذیر می‌باشد.
- انجام عملیات بر روی مواد روی هم قرار گرفته، چندین قطعه‌ای و عملیات تو در تو کردن مواد را در کمترین زمان برش می‌دهد.
- واترجت همچنین محافظ محیط زیست و فرایندی پاک و تمیز می‌باشد و تولید تراشه و خرده‌های فلزی و گازهای خطرناک نمی‌نماید.
- به مواد روغنی و محلول‌های خنک‌کننده در طول فرآیند نیازی نمی‌باشد.
- در جهان امروزی با وجود قیمت بالای مواد اولیه و وجود منابع محدود، انجام برش‌های کوچک و چاکدار و یا برش‌های عرضی و انجام عملیات تو در تویی بر روی قطعات، امکان بهینه‌سازی مصرف مواد اولیه را برای ما همراه با افزایش سودآوری فراهم می‌سازد.
- با استفاده از آب خالص امکان برش پارچه، مواد الاستیکی، مواد غیر بافته، مواد پلاستیکی و پلیمرهای نازک، محصولات غذایی و بسیاری تولیدات دیگر وجود دارد.
- با سرعتی چند صد برابر حالت‌های معمولی در دقیقه.
- با افزایش مواد ساینده می‌توان مواد بسیار سخت همانند فلزات، سنگ، شیشه‌های گلوله‌ای شکل، سرامیک‌ها و غیره را به راحتی برش داد.
- مواد ضخیم نیز می‌توانند براحتی در سیستم‌های سایشی واترجت مورد استفاده قرار گیرند.
- برش و یا سایش فلزات قطور نیز از دیگر فواید و مزیتهای تکنولـــــــــــــوژی واترجت است.
- با تنظیم و سازگاری بین دهانه یا نازل برش و قطر دهانه کانونی مجرای برش و همچنین کمیت و نوع مواد سایشی مورد استفاده می‌توان به بالاترین تأثیر برشی مورد نظر دست یافت.
سرعت واتر جت:
سرعت کار و همچنین درستی انجام آن بستگی به ساختار ماده، ضخیم بودن، کیفیت مطلوب برش، واشرهای مورد استفاده در دستگاه دارد که با قابلیت حرکتی که دارد اجازه حرکت بین 1/0 تا 3000 اینچ در هر دقیقه را می‌دهد.
تکنیک‌های اتوماتیک سخت افزارهایی را پیشنهاد م‌کند که سرعت برش را برای طیف وسیعی از فلزات محاسبه نماید.
سرعت برش با چند فاکتور تعیین میشود از جمله کیفیت ساختمانی لبه تحت برشکاری که در این میان مقدار مواد سایشی مورد استفاده، فشار برش، اندازه روزنه نازل و کانون مجرای برش، قدرت پمپ‌های فشار می‌تواند نتیجه مطلوب و مورد نظر مارا ایجاد نماید.
میزان برش اجسام ضخیم و قطور با واترجت:
میزان برش بستگی به سطح یا سختی مواد مورد برشکاری دارد که در رنجی میان 0.25 تا 30 اینچ تغییر میکند.
مواد سخت معمولاً در رنج بین 0.25 تا 2.5 اینچ برش می‌خورند.
از واتر جت همچنین جهت پلیسه‌گیری و برداشتن ناصافی‌های سطح نیز می‌توان استفاده کرد.
