Wasserstrahl- und abrasive Wasserstrahlbearbeitung:Prinzip, Arbeitsweise, Ausrüstung, Anwendung, Vor- und Nachteile

Heute lernen wir das Prinzip der Wasserstrahlbearbeitung und der abrasiven Wasserstrahlbearbeitung, Arbeitsweise, Ausrüstung, Anwendung, Vor- und Nachteile anhand des Diagramms kennen. Es ist eines der bekanntesten nicht-traditionellen Bearbeitungsverfahren, weil es umweltfreundlich ist. Es verwendet Wasserstrahlarbeiten als Werkzeug zum Schneiden des Metalls. Es ist dasselbe wie Schleifstrahlbearbeitung außer Arbeitsmedium ist Wasser. Bei diesem Bearbeitungsprozess trifft ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück, der durch Erosion Metall von der Kontaktfläche entfernt. Es wird hauptsächlich zur Bearbeitung weicher Materialien verwendet. Für die Bearbeitung harter Materialien wie Hartmetall, Keramik usw. werden dem Wasserdampf Schleifpartikel zugesetzt, was die Bearbeitungsqualität erhöht. Dieser Prozess ist als abrasive Wasserstrahlbearbeitung bekannt. Es wird hauptsächlich in der Bergbauindustrie und in der Luft- und Raumfahrtindustrie zum Schneiden der erforderlichen Form verwendet.

Wasserstrahl- und abrasive Wasserstrahlbearbeitung:

Prinzip:

Dieser Prozess funktioniert nach dem Grundprinzip der Wassererosion. Bei diesem Verfahren wird ein stark konzentrierter Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit zum Schneiden des Metalls verwendet. Es nutzt die kinetische Energie von Wasserpartikeln, um Metall an der Kontaktfläche zu erodieren. Die Strahlgeschwindigkeit beträgt fast 600 m/s. Es erzeugt keine Umweltgefahren. Zum Schneiden harter Materialien werden abrasive Partikel im Wasserstrahl verwendet. Diese abrasiven Partikel erodieren Metall von der Kontaktfläche.

Ausrüstung:

Diagramm der Wasserstrahlbearbeitung

Hydraulikpumpe:

Bei der Wasserstrahlbearbeitung eine Hydraulikpumpe wird verwendet, um das Wasser aus dem Vorratstank für den Bearbeitungsprozess zu pumpen. Es wird durch einen Elektromotor von etwa 100 PS angetrieben.

Hydraulikverstärker:

Wie der Name schon sagt, wird es verwendet, um den Wasserdruck für die weitere Verarbeitung zu erhöhen. Hydraulische Druckübersetzer nehmen Wasser von der Pumpe mit einem kleinen Druck von etwa 4 bar auf. Der Wasserdruck am Ausgang des Verstärkers beträgt etwa 3000-4000 bar.

Hydraulikspeicher:

Hydrospeicher werden eingesetzt, wenn kurzfristig eine große Menge an Druckenergie benötigt wird. Es diente zur Eliminierung von Druckschwankungen. Es liefert bei Bedarf Flüssigkeit mit hohem Druck.

Schlauchsystem:

Schläuche werden verwendet, um der Düse Hochdruckwasser für den weiteren Schneidprozess zuzuführen. Es erhöht die kinetische Energie der Flüssigkeit. Sein Durchmesser beträgt etwa 10-14 mm. Es bietet flexible Bewegung und lässt keine nennenswerten Verluste zu.

Durchflussregler:

Durchflussregler werden verwendet, um den Durchfluss je nach Schneidanforderung zu regulieren. Für hohe Schneidlast wird Hochdruckwasser mit hoher Geschwindigkeit zugeführt.

Schleifmittel:

Abrasive Partikel werden bei der abrasiven Wasserstrahlbearbeitung zur Bearbeitung von hartem Material verwendet. Als Schleifpartikel werden im Allgemeinen Aluminiumoxid, Siliziumkarbid usw. verwendet.

Düse:

Wie wir wissen, Düsen werden verwendet, um Druckenergie in kinetische Energie umzuwandeln. Diese Düse wandelt hohen Wasserdruck in einen Hochgeschwindigkeitsstrahl um. Dieser Hochgeschwindigkeits-Wasserstrahl trifft auf die Arbeitsfläche, die zur Bearbeitung verwendet wird. Es besteht die Möglichkeit der Erosion an der Düsenöffnung aufgrund des Hochdruckwasserstrahls. Daher wird für die Düse ein Material mit hoher Verschleißfestigkeit verwendet. Die Düsengröße beträgt ca. 0,2 – 0,4 mm. Wenn eine abrasive Wasserstrahlbearbeitung verwendet wird, werden abrasive Partikel in den Wasserstrahl gemischt, bevor sie in die Düse gelangen.

Drain und Catcher

Das Abfluss- und Auffangsystem wird verwendet, um Schmutz und andere maschinell bearbeitete Partikel aus Wasser zu entfernen. Es trennt Metallpartikel vom Wasser und dieses Wasser wird weiter zum Reservoir geleitet. Es wurde auch verwendet, um das mit WJM verbundene Rauschen zu reduzieren.

Funktioniert:

Die Funktionsweise der Wasserstrahlbearbeitung kann wie folgt zusammengefasst werden.

• Zuerst wird Wasser in das Wasserreservoir gefüllt. Es liefert Wasser für den Schneidvorgang.
• Eine Pumpe saugt Wasser aus dem Wasserreservoir an und schickt es zum Druckverstärker.
• Druckverstärker erhöht den Wasserdruck von 4 bar auf 4000 bar. Es schickt Wasser zum Akkumulator, der etwas Druckwasser speichert.
• Dieses Hochdruckwasser wird nun durch das Schlauchsystem zur Düse geleitet. Das Wasser fließt durch ein Durchflussregelventil, das den Durchfluss regelt.
• Jetzt tritt dieses Hochdruckwasser in die Düse ein. Düse wandelt einen Teil der Druckenergie des Wassers in kinetische Energie um.
• Ein Hochdruckwasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit steht am Düsenausgang zur Verfügung.
• Dieser Wasserstrahl trifft auf die Arbeitsfläche. Es erodiert Metall von der Kontaktfläche. Somit findet ein Metallabtrag statt.

Dies ist der gesamte Arbeitsprozess der Wasserstrahlbearbeitung.

Anwendung:

• Es wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet.
• Strahlstrahlbearbeitung wird zum Schneiden von Hartmetallen wie Edelstahl, Titan, Inconel usw. verwendet
• Es wird zum Bearbeiten oder Schneiden von verstärktem Kunststoff verwendet.
• Zum Schneiden von Steinen, die Staub in der Umgebung reduzieren.
• An die Bearbeitung von Leiterplatten gewöhnt.

Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Es verändert die mechanischen Eigenschaften des Werkstücks nicht. Es ist nützlich für die Bearbeitung von hitzeempfindlichem Material.
• Es ist umweltfreundlich, da es keine Staubpartikel bildet und Wasser als Schneidflüssigkeit verwendet.
• Gute Oberflächenbeschaffenheit.
• Es ist kein physisches Werkzeug erforderlich.
• Es kann sowohl weiches als auch hartes Material schneiden. Zur Bearbeitung weicher Materialien wird die Wasserstrahlbearbeitung verwendet und zur Bearbeitung harter Materialien wird die abrasive Wasserstrahlbearbeitung verwendet.
• Es ist ein idealer Prozess für laserreflektierende Materialien, bei denen eine Laserstrahlbearbeitung nicht verwendet werden kann.
• Geringere Bearbeitungskosten.

Nachteile:

• Es kann nicht für die Bearbeitung von Materialien verwendet werden, die sich in Gegenwart von Wasser zersetzen.
• Niedrige Metallentfernungsrate.
• Hohe Anschaffungskosten.
• Dicke Materialien können nicht einfach bearbeitet werden.

Hier dreht sich alles um Wasserstrahl- und abrasive Wasserstrahlbearbeitung, Prinzip, Arbeitsweise, Ausrüstung, Anwendung, Vor- und Nachteile mit seinem Diagramm. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel haben, stellen Sie diese per Kommentar. Wenn Ihnen dieser Artikel gefällt, vergessen Sie nicht, ihn in Ihren sozialen Netzwerken zu teilen. Abonnieren Sie unseren Kanal für weitere interessante Artikel. Danke fürs Lesen.