Professionals vragen zich vaak af wat de mogelijkheden zijn van CNC waterstraalsnijden. Enkele veelgestelde vragen zijn wat CNC waterstraal is, de verschillende types, de materialen die dit proces ondergaan, en de prestaties ervan. Dit artikel zal al deze antwoorden en meer verkennen.
Wat is een CNC Waterstraal?
CNC waterstraal is een geautomatiseerde snijmachine gebaseerd op waterstraalsnijtechnologie die gebruikmaakt van de kracht van sterk onder druk staand water voor het snijden van materialen.
De waterstraal wordt bestuurd met Computer Numerical Control (CNC) technologie. CNC-programma's worden vooraf geschreven voor het specifieke onderdeel. CNC waterstraal is een volledig geautomatiseerd, hoogprecisie industrieel snijproces.
Voor het snijden van zachte materialen is de kracht van het water voldoende. Echter, voor harde materialen kan de kracht van het water leiden tot een langzamer snijproces. Daarom wordt abrasief materiaal toegevoegd aan de waterstraal om de snijkracht te verhogen. Dit proces wordt dan abrasief waterstraalsnijden genoemd. CNC kan zowel puur als abrasief waterstraalsnijden controleren.
Hoe werkt een CNC Waterstraalsnijder?
CNC waterstraalsnijden is een proces in meerdere stappen. De betrokken stappen zijn:
1. Het ontwerpen van het onderdeel
Een technisch ontwerp van het onderdeel wordt gemaakt voordat het wordt gesneden. Voor eenvoudige rechte sneden kan deze stap worden overgeslagen. Voor complexe onderdelen is echter een gedetailleerd grafisch ontwerp met de afmetingen vereist. Het grafische ontwerp wordt gemaakt in Computer Aided Design (CAD) software.
2. Omzetten van ontwerp naar CAM
Een CNC waterstraalmachine begrijpt geen grafisch ontwerp. Het begrijpt CAM-taal (g-code en m-code). Daarom wordt het CAD-ontwerp omgezet naar CAM in Computer Aided Manufacturing (CAM) software. Het CAM-bestand wordt geladen op de besturingspanelen van de machine.
3. Machine-instelling
De operator start de machine-instelling voor de bewerkingen. Het werkstuk wordt geklemd op de werktafel. Alle benodigde instellingen worden geselecteerd en voorlopige controles uitgevoerd.
4. Opstarten van de machine
Het opstartproces van de machine vindt plaats volgens het specifieke CNC waterstraalmodel. Opstarten omvat het genereren van druk in de hydraulische pomp. De hydraulische pomp levert onder druk staand hydraulisch olie van ongeveer 50 psi aan de intensifier. De intensifier verhoogt de hydraulische druk tot 50.000 psi en meer.
5. Uitvoering van Waterstraalsnijden
Zodra de druk gereed is, begint de snijoperator. De waterstraal snijkop beweegt rond het onderdeel terwijl de hoge-drukstroom water wordt geforceerd. De G-code van het CAM-bestand regelt de beweging. De waterstraal is zeer smal met een dikte van minder dan een mensenhaar.
6. Verwijderen van het onderdeel
Zodra de bewerking is voltooid, wordt het onderdeel van de machine verwijderd. Als het onderdeel verdere bewerking vereist, plaatst de operator het opnieuw op de werktafel. Anders wordt het onderdeel naar secundaire bewerking gestuurd.
Wat zijn de onderdelen van een CNC Waterstraalsnijmachine
CNC waterstraalsnijmachine bestaat uit industriële onderdelen die de ultra-hoge erosiekrachten aankunnen. De verschillende componenten van waterstraalsnijmachines zijn:
CNC-besturing
De CNC-besturing is het brein achter de machine. Het leest de commando's die door de software worden gegeven en de instellingen die door de operator zijn gemaakt. De gecombineerde interpretatie wordt naar de snijkop van de machine gestuurd.
Hoge-drukpomp
Een hoge-drukpomp creëert de benodigde kracht voor de snijactie. Het is een samenstelling van een hydraulische pomp en een intensifier. De hydraulische pomp creëert een kleine druk die wordt versterkt door de intensifier. De kosten van de waterstraal hangen sterk af van dit onderdeel. Hoge-drukpompen hebben meerdere instellingen om de druk aan te passen aan de vereisten van het onderdeel.
Snijkop
De snijkop is de samenstelling die de waterstraal rond de werktafel beweegt. Een nozzle in de snijkop richt de waterstraal. Bij abrasief waterstraalsnijden bevindt zich vóór de nozzle een mengkamer. De mengkamer mengt het abrasieve materiaal met de waterstraal.
Abrasief Hopper
Het doel van een abrasief hopper is het opslaan en voeren van het abrasieve materiaal naar de mengkamer. Een kwalitatief goede abrasief hopper kan het abrasieve materiaal gelijkmatig leveren. Abrasieve hoppers kunnen doorgaans genoeg materiaal opslaan voor uren waterstraalsnijden.
Gantry
De gantry is het brugsysteem in de waterstraalsnijmachine. Het biedt ondersteuning aan de snijkop en de mobiele onderdelen van de machine. Het gantry-brugsysteem ondersteunt de beweging van de snijkop in de X-as, Y-as en Z-as.
Snijtafel
De snijtafel biedt een stabiele basis voor het bevestigen van het werkstuk. Het werkstuk wordt stevig vastgehouden op de snijtafel. Moderne waterstraalsnijders hebben de functie van onderwater snijden. Het werkstuk kan onder water worden ondergedompeld voor geruisloos en spettervrij snijden.
Waterfiltratiesysteem
Het waterfiltratiesysteem zuivert het water en verwijdert eventuele vuildeeltjes. Dit verlengt de levensduur van de componenten in de waterstraalsnijmachine. Een waterfiltratiesysteem bevat meestal een softener om de hardheid van het water te regelen. Het filtratiesysteem moet worden ontworpen op basis van het type waterbron dat je gebruikt.
Bedieningspaneel
Het bedieningspaneel biedt een middel voor de operator om met de machine te communiceren. Verschillende instellingen van de waterstraalmachine kunnen via het bedieningspaneel worden geselecteerd. Bedieningspanelen worden ook geleverd met een display voor het bekijken van relevante informatie.
Software
Waterstraalmachines worden geleverd met software die fungeert als de taal tussen de controller, de operator en de machine. De functionaliteit van de software kan variëren afhankelijk van de machine. Elke Techni Waterjet snijmachine wordt geleverd met gratis software. De software bevat veel basis snijvormen die vooraf in het systeem zijn geladen.
Verschillende Types CNC Waterstraal Snijmachines
CNC waterstraal snijmachines zijn verkrijgbaar in veel verschillende configuraties. Het gebruik van een bepaald type is gebaseerd op de vereisten van de operatie. Deze verschillende types machines zijn:
Eén-dimensionale Waterstraalsnede
Eén-dimensionale waterstraalsnede kan ook worden gezien als enkel-as snijden. Bij deze methode kunnen de waterstraal snijkoppen zich slechts in één richting bewegen. Deze methode wordt gebruikt voor rechte lineaire sneden. Over het algemeen wordt deze techniek toegepast op de verwerking van grondstoffen.
Tweedimensionale Waterstraalsnede
Tweedimensionale waterstraalsnede wordt ook wel 2-as waterstraalsnede genoemd. De snijkop kan bewegen op de X-as en Y-as. Deze machines kunnen lineaire en cirkelvormige sneden maken. Ze kunnen echter geen schuine oppervlakken of gebogen sneden in het verticale vlak creëren.
3-as Waterstraalsnede
3-as waterstraalmachine kan de snijkop bewegen in de X-as, Y-as en Z-as. De X-as beweegt links en rechts over de werktafel. De Y-as beweegt van boven naar beneden over de werktafel. De Z-as beweegt verticaal loodrecht op de werktafel.
4-as Waterstraalsnede
4-as waterstraalmachine kan bewegen in de lineaire X-as, Y-as en Z-as. Daarnaast kan het ook bewegen in de roterende A-as. De A-as is de cirkelvormige as rond de X-as. 4-as waterstraalsnede kan gebogen sneden maken en vijf zijden van het werkstuk bewerken.
5-as Waterstraalsnede
Een 5-as waterstraalmachine is de meest geavanceerde optie onder de verschillende types. Het kan lineair snijden in de X-as, Y-as en Z-as. Daarnaast kan de snijkop ook bewegen in twee van de A-, B- en C-as. A-as draait rond de X-as, B-as draait rond de Y-as en C-as draait rond de Z-as. 5-as snijders kunnen lineaire, gebogen en schuine onderdelen maken. Ze kunnen ook onderdelen met interne functies en geometrieën vervaardigen.
Welke materialen kan een CNC Waterjet snijden?
Waterstraalsnede kan vrijwel door elk materiaal snijden, behalve diamant en gehard glas. Enkele van de gangbare materialen die ondergaan waterstraal snijproces zijn:
Metalen
Metaal en metalen legeringen ondergaan vaak waterstraalsnede. Enkele van de gangbare metalen die deze techniek gebruiken zijn:
Roestvrij staal (alle gradaties)
Aluminium
Koolstofstaal
Mild staal
Gereedschapsstaal
Koper
Messing
Ijzer
Chroom
Nikkel
Titanium
Platina
Goud
Glas
Glas kan delicaat zijn om door traditionele middelen te snijden. Waterstraalsnijden kan echter elk type glas gemakkelijk doorboren en soepel snijden. Enkele veelvoorkomende voorbeelden zijn:
Gewoon glas
Matglas
Versterkt glas
Spiegels
Glaswerk
Steen
Waterstraalsnijden van steen en tegels is een zeer gebruikelijke toepassing van de methode. Het wordt vaak toegepast in keukenbladen, vloeren, bekleding en andere gebieden. Enkele veelvoorkomende stenen en tegels die worden gesneden met CNC-waterstraalsnijden zijn:
Marmer
Graniet
Tegels
Porselein
Silestone
Caesarstone
Composieten
Composieten worden gemaakt door meerdere materialen samen te smelten. Composieten kunnen harde materialen zijn voor conventionele snijprocessen. Waterstraalsnijden kan het echter gemakkelijk snijden. Enkele van de veelvoorkomende composieten die met waterstraal worden gesneden, zijn:
Glasvezel
Vezelversterkte kunststoffen
Koolstofvezel
Kunststoffen
Waterstraalsnijden biedt veel voordelen bij het snijden van kunststoffen. CNC waterstraal is een koude snijmethode. Daarom geven kunststoffen geen giftige dampen af bij het snijden met waterstraal. Enkele van de veelvoorkomende kunststoffen die met waterstraal worden gesneden, zijn:
ABS
Styreen
Polythreen
LHDP
UHDP
Nylon
Rubber
CNC waterstraalsnijden toont ook uitzonderlijke prestaties bij het snijden van rubber. Hoewel rubber zachte materialen zijn, veroorzaken conventionele snijprocessen warmte die het rubber kunnen verharden. Waterstraal veroorzaakt dit probleem niet. Het kan elk rubber met extreme precisie snijden.
Papierproducten
CNC waterstraalsnijden is gebruikelijk in de papierindustrie. Het wordt toegepast op papier, papierrollen en papiergebaseerde producten zoals karton. Vanwege de zachtheid van papierproducten is puur waterstraalsnijden voldoende om de taak te volbrengen.
Hout
CNC waterstraalsnijden van hout wordt meestal toegepast in de meubelindustrie. Het waterstraalsnijproces kan ingewikkelde vormen uit hout maken, zoals houtsnijwerk. Waterstraalsnijden kan ook multiplex snijden zonder delaminatieproblemen te veroorzaken.
Wat is de maximale dikte van CNC waterstraalsnijden voor verschillende materialen?
Waterstraal kan de meeste materialen tot 24″ dik snijden. De maximale dikte varieert afhankelijk van het type materiaal. Bijvoorbeeld, het kan harde metalen en legeringen tot een dikte van 12″ tot 18″ snijden (afhankelijk van de machine). Het kan zachte materialen vele malen dikker snijden.
De maximale dikte betekent niet dat een waterstraalmachine beperkt is tot die waarde. Theoretisch kan het waterstraalsnijden elke dikte van elk materiaal snijden. Echter, de snijtijd neemt aanzienlijk toe bij een bepaalde dikte. Bovendien leiden dikkere materialen tot een tragere snijsnelheid. De maximale dikte is de waarde waarna de snijsnelheid en -tijd onpraktisch kunnen worden.
Hoe nauwkeurig is CNC-waterstraalsnijden?
CNC-waterstraalsnijden kan een tolerantie hebben van slechts ± 0,002”. Dit maakt CNC-waterstraalsnijden een van de meest nauwkeurige snijmethoden. De exacte tolerantie van het waterstraalsnijproces hangt af van het specifieke materiaal dat wordt gesneden. Het onderhouden van de machine en het correct instellen ervan kan de precisie van waterstraalsnijden verhogen.
Toepassingen van CNC-waterstraalsnijden
CNC-waterstraalsnijden wordt in veel verschillende industrieën en sectoren gebruikt. Enkele van deze gebieden zijn:
Lucht- en ruimtevaart: Waterstraalsnijden kan de nicheonderdelen creëren die nodig zijn in de lucht- en ruimtevaartindustrie. De hoge precisie van waterstraalsnijdtechnologie maakt het een aantrekkelijke optie voor de lucht- en ruimtevaartsector.
Automobielindustrie: De automobielindustrie vertrouwt op het waterstraalsnijproces om nauwkeurige en consistente onderdelen te maken. Dit omvat alles van autokaders tot motoronderdelen.
Geneeskunde: De waterstraalsnijmachine maakt chirurgische apparatuur en andere medische apparaten. Waterstraalsnijden creëert schone en hygiënische sneden, wat leidt tot grote vraag in de gezondheidszorg.
Elektronica: De smalle dikte van waterstraalsnijden maakt het ideaal voor gebruik in de elektronica-industrie. Het wordt vaak toegepast voor het snijden van frameonderdelen voor elektronische producten zoals telefoons en smartphones.
Kunst: De maatwerkopties die waterstraalsnijden biedt, maken het ideaal voor het snijden van kunstproducten. Bijvoorbeeld, waterstraalsnijden kan sculpturen en architecturale installaties creëren.
Signalisatie: Waterstraalsnijden zorgt voor een gladde oppervlakteafwerking van het materiaal samen met superieure randkwaliteit. De signalisatie-industrie gebruikt deze eigenschappen om merkemblemen, naamborden, borden en meer te maken.
Voedsel en dranken: Waterstraalsnijden is een contactloze technologie. De hoge hygiëne van het proces maakt het ideaal voor het snijden van voedselproducten en in de voedselverpakkingssector.
Voordelen van CNC-waterstraalsnijden
Het CNC-waterstraalsnijproces biedt vele voordelen die niet te evenaren zijn door andere snijtechnieken. Enkele van deze voordelen zijn:
Geen hitte-gevoelige zones: Hitte-gevoelige zones worden veroorzaakt door lokale verhitting door snijwrijving. Water is op zichzelf een koelmiddel. Daarom veroorzaakt waterstraalsnijden geen hitte-gevoelige zones.
Behoud van materiaalintegriteit: De materiaalintegriteit blijft intact door het ontbreken van hittezones. Er zijn geen brandmerken op het materiaaloppervlak.
Precisie: De smalle waterstraal resulteert in een zeer nauwkeurig snijproces. Waterstraalsnijden heeft een hogere nauwkeurigheid dan alternatieve snijmethoden.
Randkwaliteit: Waterstraalsnijden heeft een superieure randkwaliteit. Dit is het resultaat van materiaalerosie op deeltjesniveau. Waterstraalsneden onderdelen vereisen geen secundaire afwerking.
Contactloos snijden: Waterstraalsnijden vereist geen contact van het gereedschap met het werkstuk. De hogedrukstraal is voldoende om de insnijding te maken. Dit vermindert de slijtage van het gereedschap en zorgt voor minder frequente gereedschapswisselingen.
Kosten: Waterstraalsnijden houdt de operationele kosten beheersbaar. Puur waterstraalsnijden is een zeer goedkoop proces. Abrasief waterstraalsnijden heeft de kosten van het abrasief als primaire operationele kosten.
Veelzijdig: De waterstraalsnijder is de meest veelzijdige snijoptie die er is. Hij kan alle snijmaterialen aan, ongeacht hun vorm of structuur. Dit omvat metalen, niet-metalen, keramiek, composieten, glas, papier, enz.
Wat is de kosten van een CNC waterstraalsnijmachine?
De gemiddelde kosten van een goede CNC waterstraalsnijmachine is $100.000. U kunt goedkopere modellen vinden vanaf $50.000. Deze modellen missen echter de kwaliteit en functies die voor elke klus vereist zijn. Daarom kan $100.000 een goede initiële investering zijn bij het kopen van een nieuwe waterstraal CNC-machine. De exacte kosten van een CNC waterstraalsnijmachine kunnen variëren op basis van verschillende factoren.
Wat is de verwachte levensduur van een CNC waterstraalsnijmachine?
Waterstraalsnijmachines kunnen gemakkelijk meer dan 25 jaar meegaan. Sommige onderdelen van de machine hebben echter een kortere levensduur en moeten regelmatig worden vervangen. Deze onderdelen zijn onder andere de nozzle, afdichtingen, kleppen, buizen en andere componenten die te maken hebben met de hogedrukstroom.
Wat zijn de veiligheidsmaatregelen voor een CNC waterstraalsnijmachine?
Een CNC waterstraalsnijmachine is een industrieel gereedschap. De krachten die het genereert kunnen het hardste materiaal snijden. Daarom zijn er strenge veiligheidsmaatregelen nodig. Geen menselijk weefsel mag onder de machine komen tijdens het gebruik van de apparatuur. De machine mag alleen worden bediend door bekwame professionals. De operator moet een veiligheidstraining op de machine volgen voordat hij deze gebruikt.
Onderhoudsschema voor CNC waterstraalsnijmachine
Het volgen van het juiste onderhoudsproces voor een waterstraalsnijder kan resulteren in een hoogwaardige werking en een lange levensduur van de apparatuur. Enkele belangrijke onderhoudsoverwegingen zijn:
Controleer de mate van slijtage van onderdelen zoals de nozzle vóór gebruik. Een versleten nozzle kan leiden tot slechte snijkwaliteit.
Laat elke week het pneumatische filterregelventiel van de machine leeglopen.
Laat elke week de opgebouwde gassen in de waterstraalmachine ontsnappen. Waterdampophoping kan een veelvoorkomend probleem zijn bij een waterstraalsnijgereedschap.
Reinig regelmatig het waterfilter. De frequentie hangt af van het type materiaal dat u snijdt.
Smeer de verschillende lagers van de machine eenmaal per jaar.
Hoe kiest u een CNC waterstraalmachine?
Het doorlopen van een gedetailleerde koopgids voor waterstraalmachines kan helpen bij het nemen van een weloverwogen beslissing. Enkele belangrijke factoren om te overwegen bij het kiezen van een nieuwe waterstraalmachine zijn:
Pompdruk: De pompdruk hangt af van het type materiaal dat u wilt snijden. De vereiste snijsnelheid speelt ook een cruciale rol.
Schurend versus puur waterstraalsnijden: Puur waterstraalsnijden kan goedkoper zijn voor zachte materialen. Hardere materialen vereisen echter schurende waterstraaltechnologie.
Merkwaarde: Het is beter om voor een gerenommeerd merk te kiezen, zelfs als het iets meer kost. Machines met een goede bouwkwaliteit kunnen stilstand en operationele verliezen voorkomen.
Reserveonderdelen: Zorg ervoor dat de reserveonderdelen voor de machine beschikbaar zijn wanneer dat nodig is.
De G2-serie van Techni Waterjet wordt vaak beschouwd als de beste door professionals in veel verschillende industrieën. Deze machines hebben een robuuste bouwkwaliteit en de functies van waterstraalmachines die twee keer zo duur zijn. De machines worden geleverd met gratis software met vooraf geladen programma's voor basis snijvormen.
Wat is het verschil tussen CNC-laser en CNC-waterstraal?
CNC-laser en CNC-waterstraal maken beide gebruik van Computer Numerical Control. Er zijn echter grote verschillen tussen CNC-laser en CNC-waterstraal snijden. Het waterstraalproces is aanzienlijk beter dan laser snijden. Een laser gebruikt hoog-energie lichtstralen om het materiaal te smelten. Dit leidt tot nadelige warmte-effecten op het materiaal. De materialen kunnen secundaire afwerking vereisen vanwege brandplekken.
Het waterstraalproces veroorzaakt echter geen nadelige effecten. Bovendien kan de waterstraal door vrijwel elk materiaal snijden. CNC-lasers hebben tekortkomingen op dit gebied. Materialen zoals kunststoffen geven giftige dampen af bij verhitting. Dit kan de laserbuizen beschadigen, waardoor CNC-laser snijden onbruikbaar wordt.
Eindnoten
CNC-waterstraal is een baanbrekende technologie voor het snijden van harde en zachte materialen. De precisie en veelzijdigheid van het proces zijn zeer onovertroffen. Daarnaast is een waterstraal snijder, als een koud snijproces, een aantrekkelijkere optie dan alternatieven zoals plasmalassen.
Als u overweegt een nieuwe machine voor uw fabricagebedrijf aan te schaffen, kan CNC-waterstraal de perfecte keuze zijn. Neem contact op met Techni Waterjet om de juiste oplossing voor uw behoefte te vinden.
XTJ is een toonaangevende OEM-fabrikant die zich toelegt op het bieden van one-stop productieoplossingen voor Machining 6061 Aluminum van prototype tot productie. We zijn trots op ons ISO 9001 gecertificeerde systeem voor kwaliteitsbeheer en vastbesloten om waarde te creëren in elke klantrelatie. We doen dat door samenwerking, innovatie, procesverbeteringen en uitzonderlijk vakmanschap.
