Ist der 5-Achsen-Wasserstrahl ganz nass?

Seit der Konzeption des Abrasiven Wasserstrahlschneidens wurde der Prozess des Materialschneidens nicht nur in 2D-Anwendungen (Flachblech), sondern auch in 3D-Anwendungen (5-Achsen) eingesetzt. In den letzten 15 Jahren hat sich die Anwendung von 5-Achsen zurück in den Bereich des Flachblechschneidens von Wasserstrahlen verlagert, wo geschäftstüchtige Unternehmen versprachen, dass es bessere Geschwindigkeiten und höhere Toleranzen bei flachen Teilen bieten würde. In diesem exklusiven Artikel nutzen wir unsere Erfahrung und die Erfahrungen unserer Benutzer, um in die verschiedenen Formen des 5-Achsen-Wasserstrahlschneidens einzutauchen, was es alles bedeutet, wo es zutrifft, wo es nicht gilt und wie Sie feststellen können, ob es sich um 5-Achsen-Wasserstrahlschneiden handelt genau das Richtige für Sie.

Was ist 5-Achsen-Wasserstrahl

Kunden und Vertriebsprofis haben viele verschiedene Kategorien des Wasserstrahlschneidens unter der Bezeichnung „5-Achsen“-Wasserstrahl in einen Topf geworfen. Lassen Sie uns diese Designkategorie für den Benutzer in 4 grundlegende Kategorien von Maschinendesigns unterteilen:

1. Robotergesteuert
2. Brückentyp/Großformat
3. Schneiden von flachen Blechen mit 5-Achsen-Fähigkeit hinzugefügt
4. Schneiden von Flachblechen mit hinzugefügten Neigungsköpfen zum Kompensieren der Verjüngung

Die ersten 2 Arten von „5-Achsen-Wasserdüsen“ sind anwendungsgesteuert und werden in der Regel so konstruiert oder konfiguriert, dass sie die spezifischen Anforderungen des Kunden erfüllen. Die letzteren 2 sind bei weitem die gebräuchlicheren und beliebtesten Optionen und stellen lediglich Anpassungen an einem bestehenden Maschinendesign dar, um die Leistung und Fähigkeiten einer ansonsten typischen Flachblattschneidemaschine zu verbessern oder zu erweitern.

Robotergesteuert:
Während alle Systeme theoretisch „robotergesteuert (CNC)“ sind, gibt es mehrere Hersteller, die einen „handelsüblichen“ Robotermanipulator/-arm genommen und einen Wasserstrahlschneidkopf daran angebracht haben. Obwohl diese Wasserstrahlsysteme lediglich ein Roboterarm mit angebrachtem Wasserstrahlschneidkopf sind, können sie bei der richtigen Anwendung sehr nützlich sein, da sie angesichts der Flexibilität der Bewegungsfähigkeiten der Roboterarme sehr geschickt und leistungsfähig sind. Bei schwer zugänglichen und umständlichen Anwendungen kann der Roboterarm ein großer Vorteil sein. Dieser Ansatz hat jedoch einige große Nachteile.

Bei diesen Systemen handelt es sich in der Regel um Roboterbewegungssysteme vom „Teach“-Typ, die viel mehr Einrichtungszeit erfordern als ein typisches Schneidsystem für Flachbleche, und obwohl diese sehr flexiblen Systeme Flachmaterialbögen schneiden können, ist ihr Hauptzweck das Schneiden einzigartiger Konturen und Formen in 3 Dimensionen meistens. Ihre Einrichtung, Sicherheitsüberlegungen, Befestigung und Programmierung können schwierig und umständlich sein, aber das wird durch ihre einzigartige Flexibilität und Fähigkeiten leicht wettgemacht, wenn Ihre Anwendungen große und komplexe 3D-Formen sind, die 90-100 % der Schneidzeit ausmachen. Für die meisten Unternehmen, die Formen aus flachen Blechen schneiden, sind diese Arten von 5-Achsen-Wasserstrahlsystemen unhandlich, unsicher und schwierig zu bedienen.

Diese Systeme finden sich im Allgemeinen in Schneidanwendungen wie Architektur, Kunstwerken, hoher Produktion von schwer zu bearbeitenden Komponenten und extremen Umgebungen wie Nuklearanwendungen.

Brückentyp:

Brückenartige 5-Achsen-Wasserstrahlschneidsysteme sind typischerweise Maschinen mit einer beweglichen Düse, die sich um 180+/- Grad bewegen kann in einer A/B-Achsenkonfiguration, die auf einer Maschine mit einer Z-Achse mit großem Verfahrweg montiert ist, was eine großzügige Reichweite und Möglichkeiten ermöglicht. Diese Systeme erfordern auch ein hohes Maß an Teilebefestigungs-, Einrichtungs- und Programmierkenntnissen und eignen sich im Allgemeinen nicht gut für einfaches 2D-Flachblechschneiden, obwohl dies eine mögliche Anwendung innerhalb ihres Leistungsspektrums ist.

Diese Systeme werden am häufigsten in Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Marine und Prototypenwerkstätten eingesetzt.

Die am häufigsten vorkommenden Arten von 5-Achsen-Wasserstrahlen sind Wasserstrahl-Flachblech-Schneidesysteme, die mit einem optionalen 5-Achsen-Kopf ausgestattet sind und die gebräuchlichere, wenn auch eingeschränkte Version, die Taper Compensating Kopf.

Konusausgleichskopf

Taper Compensation wurde unter den Handelsnamen von Tilt-A-Jet (Omax Corp) und Dynamic angeboten Wasserstrahl (Flow Corp.). Diese Schneidköpfe bieten einen begrenzten Bewegungswinkel und wurden entwickelt, um die Schnittgeschwindigkeit von Flachblechen zu erhöhen. Da der Wasserstrahl natürlich hinter der Position der Düse „hinterherzieht“, während der Strahl sich seinen Weg durch das Material schleift, werden diese Köpfe gestatten, dass die Düse nur wenige Grad geneigt wird, um den natürlich auftretenden Winkel auszugleichen, der während des Wasserstrahlprozesses entsteht höhere Geschwindigkeiten. Diese Aufsätze ermöglichen es der Düse auch, den Strahl für eine bevorstehende Ecke vorzupositionieren und dadurch den Strahl zu kompensieren, der an den Ecken zurückbleibt, um ein Auswaschen der Ecken zu verhindern, wiederum bei höheren Wasserstrahl-Schneidgeschwindigkeiten.

Bei der Auswahl dieser Art muss ein wesentlicher Effekt des Verfahrens des Wasserstrahlschneidens berücksichtigt werden Kompensationsköpfe. Obwohl der Wasserstrahl die natürlich auftretende Verjüngung und Strahlverzögerung beim Hochgeschwindigkeitsschneiden geometrisch kompensieren kann, können diese Neigungstechnologien den natürlichen Effekt der Verrippung im Material, die durch zu schnelle Bewegung durch das Material verursacht wird, nicht ändern. Diese „Streifen“ (siehe Foto rechts), wie sie genannt werden, können nur beseitigt werden, indem der Schneidprozess auf ein akzeptables Finish-Niveau verlangsamt wird, während Sie möglicherweise feststellen, dass die erforderliche Geradheit UND das Finish des Teils die Notwendigkeit dafür eliminieren oder stark reduzieren Anhänge. Auch qualitativ hochwertige 2-Achsen-Schneidsysteme werden über ein sehr entwickeltes Accel verfügen und Verzögern Steuerungen für Ecken, die es dem nacheilenden Jetstream ermöglichen, in Ecken aufzuholen, wodurch ein Auswaschen der Ecken verhindert wird, wenn auch bei einer etwas langsameren Vorschubgeschwindigkeit.

Vorteile:

• Reduziert oder eliminiert die Verjüngung in wasserstrahlgeschnittenen Teilen

• Erhöhte Geschwindigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der geometrischen Genauigkeit

Nachteile

• Komplexität des Designs

• Erhöhte Einrichtungszeit für die Teileprüfung erforderlich

• Erhöhte Wartung und Reparatur

• Blattebenheit eine Anforderung.

• Genauer Düsenversatz (Abstand der Düse zum Material) eine Voraussetzung.

• Beseitigt nicht „Streifen“, die bei hoher Geschwindigkeit auftreten.

• Sondieren der Materialoberfläche erforderlich

5-Achsen-Kopf

Die optionalen 5-Achsen-Köpfe ermöglichen zusätzliche Schneidmöglichkeiten auf einem Standard-Flachblech-Wasserstrahlsystem. Diese haben in der Regel alle Vorteile der oben beschriebenen Kegelkompensationsköpfe, bieten aber auch die Möglichkeit, komplexe Kegel zu schneiden. Während diese Anbaugeräte die Leistungsfähigkeit der Maschinen erhöhen, haben sie ihren Preis und nicht nur den Kaufpreis. Beim 5-Achsen-Schneiden muss die Steuerung die genauen Abmessungen zwischen der Düsenspitze und der Materialoberfläche kennen, genau wie bei seinem Cousin, dem Kegelkompensationskopf, erfolgt dies über einen Messzyklus, der die Maschine komplexer und den Zyklus zeitaufwändiger macht>

Käufer haben in der Vergangenheit aus vielen der falschen Gründe 5-Achsen-Fähigkeiten in Betracht gezogen. Obwohl diese Systeme Ihnen die Möglichkeit bieten, Merkmale wie Fasen und gerade Fasen zu schneiden, sollten Sie Ihren Kauf niemals rechtfertigen oder Ihre Maschine für diese oder andere Merkmale verwenden, die leicht in einem externen Betrieb durchgeführt werden können, und hier ist der Grund; Ihr Wasserstrahl kostet etwa 30 bis 35 US-Dollar pro Stunde - das ist genau die Menge, die benötigt wird, um das „Biest“ zu füttern (Granat, Verbrauchsmaterialien usw.). Wenn Sie ein Loch auf einer Bohrmaschine in 30 Sekunden anfasen können, sind Ihre Kosten viel geringer, als wenn der Wasserstrahlkopf diesen Winkel über mehrere Minuten artikulieren muss, ebenso für Fasen zur Schweißvorbereitung usw. Die allgemeine Regel lautet: Wenn Sie können es vom Jet abschneiden, tun Sie es! Es ist einfach billiger.

Vorteile von 5-Achsen

• Fähigkeit, spitze Winkel von 45 Grad oder mehr zu schneiden

• Kann die gleichen zusätzlichen Vorteile wie der Kegel-Kompensationskopf bieten

Nachteile von 5-Achsen

• Komplexität des Designs

• Erhöhte Rüstzeit für die Teileprüfung erforderlich

• Erhöhte Wartungs- und Reparaturkosten

• Blattebenheit erforderlich.

• Genauer Düsenversatz (Abstand der Düse zum Material) erforderlich.

• Beseitigt nicht „Streifen“, die bei hoher Geschwindigkeit auftreten.

Die ursprüngliche Frage war also; Ist der 5-Achsen-Wasserstrahl komplett nass ?

Wenn Sie die richtige Anwendung haben, kann das 5-Achsen-Wasserstrahlschneiden äußerst profitabel sein. Ob es sich um einen Roboterarm, einen Gantry-Typ oder sogar den 5-Achsen-Schneidkopfanbau handelt, diese Anwendungen können für ein Wasserstrahlschneidsystem und eine Wasserstrahl-Lohnwerkstatt echte Geldverdiener sein. Jedoch die Verjüngungskompensation Typenköpfe erfordern eine tiefere und gründlichere Überprüfung, da Sie normalerweise dort, wo Sie eine gerade und gute Geometrie benötigen, auch ein glattes und präzises Finish benötigen, und der einzige Weg, dies zu erreichen, besteht darin, einfach die Vorschubgeschwindigkeit zu verlangsamen, was wiederum gerade ergibt und saubere Kanten, wodurch das Argument für diese Schriftköpfe erheblich weniger gültig wird.

Wenn Sie mit einem unserer Experten darüber sprechen möchten, wie ein 5-Achsen-Wasserstrahlschneidsystem für Ihre Anwendung funktionieren kann, oder wenn Sie besprechen möchten, ob Sie diese Funktion Ihrer nächsten Maschine hinzufügen möchten, wenden Sie sich einfach an die Experten von Southern Fabricating Machinery Sales heute! Rufen Sie uns direkt unter 813-444-4555 an oder besuchen Sie uns im Internet unter WWW.SOUTHERNFABSALES.COM

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