Ovom metodom se mogu rezati svi poznati materijali: obojeni metali, čelici svih vrsta, stakla, kamen, nemetali, tehničko drvo, penasti materijali i često se koristi u prehrambenoj industriji.
Istorijat razvoja tehnologije sečenja vodenim mlazom
Od davnina se dejstvo vode primećivalo u čovekovom okruženju. Prvo ozbiljnije korišćenje vode kao alata je počelo sredinom 1920-tih godina. Tada se voda koristila u željezarama, rudnicima kamena i uglja za otklanjanje nečistoća. Dostignuti su u to vreme sa raspoloživom tehnikom pritisci oko 100 bar-a. Tek 1960. godine je voda počela da se koristi i u Američkoj industriji aviona za sečenje mekših i višeslojnih materijala.
Prvi korak ka industrijskoj upotrebi mašine je načinio Dr Norman Franz profesor univerziteta Britanske Kolumbije. On je 1968.godine patentirao prvi dizajn visoko pritisnog sistema za sečenje vodenim mlazom, postignut je pritisak od oko 700 bar-a.
Tako je počeo razvoj visokopritisnih pumpi, jer su one bile najveći problem za postizanje ekstremno visokih pritisaka.
Početkom 1970 godine već su dostignuti pritisci od 4000 bar-a. Ali tehnologija još nije bila primenjiva na tvrde materijale kao što su čelik, kamen i slično.
Ovaj problem je rešen početkom 80-tih kada su u vodeni mlaz uvedene tvrde čestice koje se dalje nazivaju “Abraziv”.
Uvođenjem abraziva u vodeni mlaz, primena water jet tehnologije se rapidno širi na mnoge materijale, samim tim i tehnologije i grane industrije.
Danas se ovom tehnologijom seku skoro svi materijali od penastih do ekstra tvrdih.
Opis tehnologije
Princip rada se satoji u sledećem:
Voda se posle filtera u uređaju koji se naziva multiplikator komprimuje na pritiske 4000 bar-a i više.
Ovo multipliciranje pritiska vode sa 5-6 bar-a na 4000 bar-a je moguće pomoću uljne hidraulične pumpe koja daje pritisak oko 215 bar-a. Multiplikator je u osnovi dvostrani uljni cilindar sa po jednim visokopritisnim cilindrom na obe strane gde se vrši komprimovanje vode.
Ovako komprimovana voda prolazi kroz dijamant koji ima ulogu da fokusira vodu u mlaz 0.3mm. Voda povećanjem pritiska i fokusirana na mali protok dobija ogromnu potencijalnu energiju koja se prilikom prolaska kroz diznu-ulasku u materijal, transformiše u ogromnu kinetičku energiju. Brzina vode na izlasku iz dizne je oko 800m/s. Ako se tako brzoj vodi doda abraziv, dobija se moćan mlaz koji ima izrazite abrazivne osobine. Taj mlaz erodira material-otkida sitne čestice materijala koji se seče.
Kada se ovakvom sistemu doda CNC vođenje, dobija se mašina koja seče sve vrste materijala preciznošću u okviru tolerancijskog polja od 0.05mm.
Jedna jako bitna stvar vezana za ovu tehnologiju je da je rez hladan iz čega proizilazi da ZUT (Zona uticaja toplote) na materijal ne postoji. Dakle mogu se seći svi materijali bez ikakve promene kristalne strukture u zoni sečenja.
Tehnologijom se u principu postižu 5 kvaliteta reza.
Q1 – rez sa velikom brzinom reza-najgrublje razdvajanje materijala
Q2 – rez koji karakteriše malo stabilniji sistem ali je i dalje brzina velika
Q3 – rez koji daje optimalne rezultate sa strane dalje obrade i postignutog kvaliteta reza
Q4 – rez koji karakteriše kvalitet obrađene površine I preciznost
Q5 – rez sa visokim kvalitetom površine velikom preciznošću ali vrlo malom brzinom rezanja
Kvalitet obrađene površine (hrapavost površine) se kreće od 3.2µm do 50µm
Sa stanovišta mogućnosti postizanja visokog kvaliteta i velike preciznosti, kao i osobine da je rez hladan, tehnologija je zamišljena kao finalna obrada materijala a ne tehnologija za sečenje. Ovo ne znači da ona ne nalazi mesto i u pripremi proizvodnje nekog dela, pogotovo ako se uzme u obzir da su dodaci posle ove obrade izuzetno mali.