5-осевые водоструи: действительно ли они «все мокрые»? Инсайты в резательную производительность

С момента зачатия Абразивной Водоструйной Резки процесс резки материалов использовался не только в 2D (Плоский лист) применениях, но и в 3D (5-осевых) применениях. За последние 15 лет применение 5-осей деградировало обратно в плоскую листовую резку водоструев, где предприимчивые компании обещали, что это обеспечит лучшие скорости и более высокие толерансы в плоских деталях. В этой эксклюзивной статье мы используем наш опыт и опыт наших пользователей, чтобы погрузиться в разные формы 5-осевой водоструйной резки, что это все значит, где это применяется, где не применяется и как вы можете определить, подходит ли 5-осевая резка для вас.

Что такое 5-осевой Водоструй

Клиенты и продавцы объединили многие разные категории водоструйной резки в обозначение «5-осевой» водоструй. Давайте разобьем эту категорию дизайнов для пользователя на 4 базовые категории дизайнов станков:

1. Роботизированное управление
2. Портальный тип / Крупноформатный
3. Резка плоского листа с добавленной 5-осевой способностью
4. Резка плоского листа с наклонными головами компенсации коничности

Первые 2 типа «5-осевых Водоструев» — прикладно-ориентированные и обычно будут спроектированы или сконфигурированы для встречи специфических требований клиента. Последние 2 — привычно более распространенные и популярные варианты и являются лишь адаптациями на существующем дизайне предложения станка для улучшения или усиления производительности и возможностей иначе типичной плоской листовой резательной машины.

Роботизированное управление:
Пока все системы теоретически «Роботизированные (ЧПУ) Управляемые» есть несколько производителей, которые взяли «С полки» Роботизированный Манипулятор/Руку и прикрепили водоструйную резательную голову к нему. Хотя эти водоструйные системы — лишь Роботизированная Рука с прикрепленной водоструйной резательной головой, они могут быть очень полезны данному правильному применению, так как они очень приспособлены и способны данной гибкости роботизированного движения руки. В труднодоступных и громоздких применениях роботизированная рука может быть большим преимуществом. Однако есть некоторые серьезные недостатки этого подхода.

Эти системы обычно типа «Обучение» (Teach) роботизированного движения, требующие значительно больше времени наладки, чем типичная плоская листовая резательная система, и хотя эти очень гибкие системы могут резать плоские листы материалов, их главное назначение — резка уникальных контуров и форм в 3 измерениях большинство времени. Их наладка, соображения безопасности, оснастка и программирование могут быть сложными и громоздкими, однако это легко компенсируется их уникальной гибкостью и способностями, если ваши применения — крупные и сложные 3D формы 90–100% времени резки. Для большинства мастерских, режущих формы из плоских листов, эти типы 5-осевых Водоструйных систем неуклюжи, небезопасны и сложны в эксплуатации.

Эти системы обычно находятся в применениях резки вроде архитектурных, художественных, высокопроизводственных труднообрабатываемых компонентов и экстремальных сред, таких как ядерные применения.

Портальный тип:
Портальные 5-осевые Водоструйные Резательные Системы — это обычно станки с артикулирующей насадкой, способной на 180+/- градусов движения в конфигурации осей A/B, смонтированной на станке с большим ходом оси Z, позволяющим щедрый захват и возможности. Эти системы также требуют значительной оснастки деталей, наладки и навыков программирования и обычно не подходят для простой 2D плоской листовой резки, хотя это возможное применение в их диапазоне возможностей.

Эти системы наиболее используются в применениях вроде Авиации, Судостроения и Прототипных Мастерских.

Самые распространенные типы 5-осевых Водоструев, которые будут встречаться — Водоструйные Плоские Листовые Резательные Системы с опциональной 5-осевой Головой и более распространенной, хоть и ограниченной версией, Компенсирующей коничность головой.

Компенсирующая коничность Голова (Taper Compensating Head)

Компенсация коничности предлагалась под торговыми именами Tilt-A-Jet (Omax Corp) и Dynamic Waterjet (Flow Corp). Эти резательные головы предлагают ограниченный угол движения и спроектированы для улучшения скоростей плоской листовой резки. Поскольку водоструйный луч естественно «отстает» за положением насадки, пока струя мелет свой путь через материал, эти головы позволяют насадке наклониться всего на несколько градусов для компенсации естественно возникающего угла, создаваемого в водоструйном процессе на более высоких скоростях. Эти насадки также позволяют насадке предварительно позиционировать струю для предстоящего угла и тем самым компенсировать отставание струи в углах для предотвращения вымывания угла, снова на более высоких скоростях водоструйной резки.

Один основной эффект процесса Водоструйной Резки должен быть принят во внимание при выборе этих типов компенсирующих голов. Хотя водоструй может геометрически компенсировать естественно возникающую коничность и отставание струи в высокоскоростной резке, эти наклонные технологии не могут изменить естественный эффект ребристости в материале, вызванного движением слишком быстро через материал. Эти «Стриации» (См. Фото Справа), как они называются, могут быть устранены только замедлением резательного процесса до приемлемого уровня финиша, тогда как вы можете обнаружить, что требуемая прямота детали И финиш устраняют или сильно снижают потребность в этих насадках. Также качественные 2-осевые резательные системы будут иметь очень развитые контролы Ускорения и Замедления для углов, позволяющие отставшей струе догнать в углах, тем самым устраняя вымывание угла, хоть и при слегка более медленной подаче.

Преимущества:

• Снижает или Устраняет Коничность в Водоструйных Резаных Деталях
• Повышенная Скорость При Сохранении Геометрической Точности

Недостатки:

• Сложность Дизайна
• Увеличенное Время Наладки, Требуемое Для Зондирования Детали
• Увеличенное Обслуживание и Ремонт
• Плоскость Листа — Требование.
• Точное Смещение Насадки (расстояние насадки к материалу) — Требование.
• Не Устраняет «Стриации», Возникающие На Высокой Скорости.
• Зондирование Поверхности Материала Требуется

5-осевая Голова

Опциональные 5-осевые головы позволяют дополнительные резательные возможности на стандартной плоской листовой Водоструйной системе. Обычно у них все преимущества Компенсирующих коничность голов, описанных выше, но также добавляют способность резать сложные коничности. Пока эти насадки увеличивают возможности станка, они приходят с ценой, и не только ценой покупки. 5-осевая резка требует, чтобы контроль знал точные размеры между наконечником насадки и поверхностью материала, как и её кузина Компенсирующая коничность Голова — это делается через цикл зондирования, который добавляет сложность станку и время к циклу.

Покупатели рассматривали 5-осевые возможности в прошлом по многим неверным причинам. Хотя эти системы предоставляют вам способности резать особенности вроде фасок и прямых скосов, вы никогда не должны обосновывать свою покупку или использовать ваш станок для этих или любой особенности, которые легко могут быть сделаны на внешней операции, и вот почему; Ваш водоструй работает за стоимостью около $30–35 в час — это просто сумма, необходимая для кормления «зверя» (гранат, расходники и т.д.). Если вы можете фасовать отверстие на вертикально-сверлильном станке за 30 секунд, ваша стоимость будет намного дешевле, чем заставлять водоструйную голову артикулировать тот угол за несколько минут, то же для сварочных скосов подготовки и т.д. Общее правило: Если Вы Можете Отрезать Это С Надфилем, Сделайте Это! Это Просто Дешевле.

Плюсы 5-осей

• Способность Резать Острые Углы 45 Градусов И Более
• Могут Предоставить Те Же Дополнительные Преимущества Компенсирующей коничность Головы

Минусы 5-осей

• Сложность дизайна
• Увеличенное Время Наладки, Требуемое Для Зондирования Детали
• Увеличенные Расходы на Обслуживание и Ремонт
• Плоскость Листа — требование.
• Точное Смещение Насадки (расстояние насадки к материалу) — требование.
• Не устраняет «стриации», возникающие на высокой скорости.

Так исходный вопрос был: 5-осевой Водоструй Вся Мокрая?

Если у вас правильное применение, 5-осевая водоструйная резка может быть экстремально прибыльной. Будь то Роботизированная Рука, Портальный Тип или даже 5-осевая Резательная Голова насадка — эти применения могут быть реальными мейкерами денег для водоструйной резательной системы и водоструйной джоб-шоп. Однако Компенсирующая коничность тип головы требует более глубокого и тщательного обзора, так как обычно, где вам нужны прямая и хорошая геометрия, вам также нужен гладкий и точный финиш, и единственный способ достичь этого — просто замедлить скорость подачи, что в свою очередь производит прямые и чистые кромки, тем самым делая аргумент для этих типов голов значительно менее весомым.

Если вы хотите обсудить с одним из наших экспертов, как 5-осевая Водоструйная Резательная Система может работать для вашего применения, или если вы хотите обсудить добавление возможности к вашему следующему станку — просто свяжитесь с экспертами Southern Fabricating Machinery Sales сегодня! Звоните напрямую 813-444-4555 или посетите нас в интернете на WWW.SOUTHERNFABSALES.COM

Ищете Водоструй сейчас? Посмотрите наш выбор 2, 3 и 5-осевых Водоструйных Резательных Систем ЗДЕСЬ

Посетите наш Технический Справочник по Водострую ЗДЕСЬ и подпишитесь, чтобы получать статьи как эту по электронной почте при публикации.

Понравился пост? Вам также понравится:
Водоструй 101: Абразивная Водоструйная Обработка
Как выбрать правильную Водоструйную Резательную Машину
Варианты удаления Граната для операторов Водоструя