Колко мощна е малка водоструйна машина?

Може би са в сянката на мощните промишлени системи за рязане по отношение на размера, но режещата сила на малките машини за водна струя често напълно озадачава новодошлите. Тези устройства разчитат на ултра-високонапорна вода — която понякога може да се смесва с абразивни частици — за да правят чисти и точни резове в широк спектър от материали, като по този начин спестяват време и разходи. Така че каква е действителната мощност на една малка машина за водна струя?

Отговорът на този въпрос варира в зависимост от налягането, типа на помпата, конструкцията на рязещата глава и обработваните материали. Защо да не разберем какво могат да постигнат тези машини?

Какво характеризира малка машина за водна струя?

Под малка машина за водна струя обикновено се разбира компактна или основна водно-струйна режеща единица, която може да бъде инсталирана в работилница, лаборатория, училище, център за изследвания и разработки или в производствено предприятие с малък мащаб. Тези устройства обикновено разполагат с:

• По-малка режеща маса (често 600×600 mm до 1300×1300 mm)
• По-ниска мощност на помпата, измервана в к.с., в сравнение с мощните индустриални системи
• По-малка заета площ, подходяща за среди, където няма много свободно пространство
• По-ниско енергийно и водно потребление

Въпреки че са малки по размер, тези машини работят по същия принцип като по-големите – използват изключително високо налягане на водата, обикновено между 30 000 и 60 000 PSI (2 000–4 000 bar), за да извършват режещи операции върху материали.

Налягане: Основният фактор за мощността на водната струя

Реалната "мощност" на устройство за рязане с водна струя никога не се определя от топлина или въртящ момент, а от налягането на водата и скоростта на струята. Обикновено дори малка система за водна струя все още е способна да работи на следните нива:

• 30 000–40 000 PSI за модели от навлизашкия клас
• Чак до 60 000 PSI за компактни единици с висока производителност

На такова налягане количеството вода, излизаща от дюзата, има скорост почти три пъти по-голяма от тази на звука. По този начин, когато се добавят абразивни материали (обикновено гранат), режещата сила значително нараства. Поради това малки машини могат да извършват рязане на материали, за които обикновено се изисква тежка промишлена техника.

Какъв тип материал може да реже малка машина за водна струя?

Малките машини за водна струя, въпреки ограничените си размери, все още могат да впечатлят потребителя, тъй като могат да режат широк спектър от материали, включително:

• Метали: неръждаема стомана, алуминий, мед, месинг, титан
• Камък и стъкло: мрамор, гранит, керамика, закалено стъкло
• Пластици и композити: акрил, въглеродно влакно, стъклено влакно
• Кожа и пяна
• Дърво и ламинати

Що се отнася до дебелината, абразивна водна струя с малък размер най-често е способна да:

• Реже стомана до 20–30 мм (0,8–1,2 инча) с добро качество на ръба
• Алуминий до 40–50 мм (1,5–2 инча)
• Що се отнася до по-меките материали, те могат да бъдат още по-дебели

Освен това, ако се използва чиста вода без абразив, малки машини могат да правят чисти резове на меки материали като гума, текстил, хранителни продукти и пяна при много високи скорости.

Скорост на рязане: Колко бързо е „мощно“?

Въпреки че въпросът дали дадена машина изобщо е способна да реже се отнася предимно за мощността, въпросът за скоростта също е от решаващо значение и точно тук технологията се отличава. Малките водоструйни машини могат да извършват следното:

• Рязане на неръждаема стомана 1–3 mm с няколко метра в минута
• алуминий 10 mm с бавни, но стабилни индустриални скорости
• Меки материали почти мигновено

Малките водоструйни машини осигуряват повече от достатъчна скорост за извършване на прототипиране, прецизни работи, кратки производствени серии и нестандартни части, докато големите индустриални системи са проектирани за непрекъснато производство с голям обем и екстремна дебелина.

Прецизност и контрола

Малките водоструйни машини не притежават само голяма мощност; те са също така и много прецизни. Със съвременни CNC системи за управление, средната прецизност е от:

• ±0,05 mm до ±0,1 mm в зависимост от конкретната настройка

Поради това те могат да се използват при производството на:

• Компоненти за аерокосмическата индустрия
• Части на медицински устройства
• Прецизни уплътнения и запечатващи елементи
• Декоративни метални панели
• Механични части по поръчка

Производството без енергия е немислимо; обаче точно в този момент малките водоструйни системи се оказват успешни – осигурявайки контролируема, повтаряема режеща сила.

Електрическа мощност срещу режеща мощност

Повечето хора мислят, че малка водоструйна машина означава слаба производителност поради по-ниското електрическо захранване. Ето какво е вярно:

• Електрическата мощност, използвана от малка водоструйна помпа, е около 15–30 kW.
• Енергията се преобразува в много високо хидравлично налягане, а не в топлина.
• Тъй като водоструйното рязане е процес на охлаждане, няма зона с топлинно въздействие, няма усилване на металите и няма топлинна деформация.

Затова дори и най-маломощните водоструйни системи са много ефективни, когато става въпрос за преобразуване на електрическа енергия в полезна режеща сила.

Как се сравнява с лазер или плазма?

Когато хората питат за мощното на малка водна струя, обикновено имат предвид сравнение с лазерни и плазмени рязачки.

• В сравнение с лазера: Малките лазери могат да режат тънки листове метал по-бързо, но водните струи могат да режат по-дебели материали и също така могат да режат отразяващи метали, без да генерират топлина или деформация.
• В сравнение с плазмата: Въпреки че плазменото рязане е бързо при дебел метал, то причинява топлинна деформация и грапави ръбове. От друга страна, водните струи оставят метала чист, без заострености и без нагряване.

С оглед на максималната възможност за рязане спрямо размера на машината, водните струи (особено тези с абразив) са сред най-мощните и гъвкави режещи технологии.

Малка мощност на водна струя в реалния живот

Мощността всъщност е резултат от начина на употреба. Малките устройства с водна струя се използват предимно за:

• Магазини за персонализирана металообработка
• Образователни и изследователски лаборатории
• Студия за изработка на табели и арт студия
• Магазини за обработка на камък и плочки
• Части от автомобилната и мотоциклетната индустрия
• Корпуси на електронни устройства
• Прототипиране в аерокосмическата промишленост

Повечето от хората, които използват такова оборудване, са изумени от факта, че устройство, което може да се побере в скромна работилница, може лесно да разрязва плочи от неръждаема стомана, керамични плочки или дебели композитни материали без особено усилие.

Ограничения на малките водоструйни машини

Малките водоструйни машини, въпреки че са мощни, имат и своите ограничения. Основните са:

• Много ниска скорост на отстраняване на материал при рязане на дебели метали
• По-малка работна площ за големи детайли
• Разбира се, по-ниска непрекъсната производствена мощност в сравнение с големите индустриални системи

Въпреки това тези ограничения не създават сериозен проблем за малките и средните предприятия, които извличат полза от предимствата на гъвкавостта и режещата мощ

Колко мощна е една малка водоструйна машина?

В реални условия, малка водоструйна машина притежава достатъчно мощност, за да реже точно, чисто и надеждно повечето индустриални материали. Това е компактно решение, което обединява екстремно налягане на водата, абразивна режеща енергия и CNC прецизност и може да свърши работата на много традиционни режещи инструменти, но на по-високо ниво.

Нейният висококачествен изход може би не притежава тежестта и непрекъснатостта, която бихте очаквали от огромни фабрични системи, но истинската ѝ сила се крие във функционалността ѝ като многозадачно, прецизно и изненадващо ефективно средство. Малката водоструйна машина е компактна силова единица и не е „малка“ по отношение на производителността за работилници, стартиращи предприятия, изследователски центрове и производители на поръчка.