Πόσο ισχυρή είναι μια μικρή μηχανή υδροβολής;

Ίσως υπερτερούνται από τα τεράστια βιομηχανικά συστήματα κοπής όσον αφορά το μέγεθος, αλλά η δυνατότητα κοπής των μικρών μηχανημάτων υδροβολής συχνά αφήνει τους νεοεισερχόμενους εντελώς έκπληκτους. Αυτές οι συσκευές βασίζονται σε υπερυψηλής πίεσης νερό — το οποίο μερικές φορές μπορεί να αναμιγνύεται με λειαντικά σωματίδια — για να πραγματοποιούν καθαρές και ακριβείς κοπές σε μια ευρεία ποικιλία υλικών, εξοικονομώντας έτσι χρόνο και κόστος. Ποια λοιπόν είναι η πραγματική ισχύς ενός μικρού μηχανήματος υδροβολής;

Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση ποικίλλει ανάλογα με την πίεση, τον τύπο αντλίας, το σχέδιο της κεφαλής κοπής και τα επεξεργαζόμενα υλικά. Γιατί να μην ανακαλύψουμε τι είναι ικανές να επιτύχουν αυτές οι μηχανές;

Τι Χαρακτηρίζει μια Μικρή Μηχανή Waterjet;

Μια μικρή μηχανή waterjet γενικά θεωρείται ένα συμπαγές ή βασικό μονάδα κοπής με waterjet που μπορεί να εγκατασταθεί σε εργαστήριο, εργαστήριο έρευνας, σχολείο, κέντρο έρευνας και ανάπτυξης ή μικρής κλίμακας εγκατάσταση παραγωγής. Αυτές οι συσκευές συνήθως διαθέτουν:

• Μικρότερο τραπέζι κοπής (συχνά 600×600 mm έως 1300×1300 mm)
• Χαμηλότερη ισχύς της αντλίας μετρούμενη σε HP σε σύγκριση με μεγάλα βιομηχανικά συστήματα
• Μειωμένο εμβαδόν αποτύπωσης για περιβάλλοντα όπου δεν υπάρχει πολύς χώρος
• Καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και νερό

Παρόλο που είναι μικρές σε μέγεθος, αυτές οι μηχανές λειτουργούν με την ίδια αρχή με τις μεγάλες, δηλαδή χρησιμοποιούν εξαιρετικά υψηλής πίεσης νερό - συνήθως μεταξύ 30.000 και 60.000 PSI (2.000–4.000 bar) - για να εκτελέσουν λειτουργίες κοπής σε υλικά.

Πίεση: Ο Κύριος Παράγοντας Ισχύος της Υδροβολής

Η πραγματική «ισχύς» μιας συσκευής υδροβολής καθορίζεται κατά κανένα τρόπο από τη θερμότητα ή τη ροπή, αλλά από την πίεση του νερού και την ταχύτητα της φλέβας. Συνήθως, ένα μικρό σύστημα υδροβολής εξακολουθεί να είναι ικανό να λειτουργεί στα εξής επίπεδα:

• 30.000–40.000 PSI για μοντέλα εισόδου
• Μέχρι και 60.000 PSI για συμπαγείς μονάδες υψηλής απόδοσης

Σε αυτές τις πιέσεις, η ποσότητα νερού που εκτοξεύεται από το ακροφύσιο έχει ταχύτητα σχεδόν τρεις φορές την ταχύτητα του ήχου. Έτσι, αν εισαχθούν αποτριπτικά υλικά (συνήθως γρανάτης), η δυναμική κοπής αυξάνεται σημαντικά. Ως εκ τούτου, είναι δυνατόν μικρές μηχανές να κόβουν υλικά τα οποία συνήθως απαιτούν τη χρήση βαρέων βιομηχανικών εγκαταστάσεων.

Τι Είδους Υλικά Μπορεί να Κόψει μια Μικρή Μηχανή Υδροβολής;

Οι μικρές μηχανές υδροβολής, παρά τον περιορισμένο χώρο που καταλαμβάνουν, μπορούν να εκπλήξουν το χρήστη, καθώς είναι ικανές να κόβουν μια μεγάλη ποικιλία υλικών, όπως:

• Μέταλλα: ανοξείδωτος χάλυβας, αλουμίνιο, χαλκός, ορείχαλκος, τιτάνιο
• Πέτρα και γυαλί: μάρμαρο, γρανίτης, κεραμική, επεξεργασμένο γυαλί
• Πλαστικά και σύνθετα υλικά: ακρυλικό, άνθρακας, ίνες γυαλιού
• Δέρμα και αφρώδη υλικά
• Ξύλο και επιστρώσεις

Όσον αφορά το πάχος, μια μικρή υδροβολή με απόξεση είναι στην πλειονότητα των περιπτώσεων ικανή να:

• Κόβει χάλυβα μέχρι 20–30 mm (0,8–1,2 ίντσες) με καλή οριακή επεξεργασία
• Αλουμίνιο μέχρι 40–50 mm (1,5–2 ίντσες)
• Όσον αφορά τα πιο μαλακά υλικά, μπορεί να είναι ακόμη παχύτερα

Επιπλέον, αν χρησιμοποιηθεί καθαρό νερό χωρίς αποξεστικό, οι μικρές μηχανές μπορούν να κάνουν καθαρές τομές σε μαλακά υλικά όπως λάστιχο, υφάσματα, τρόφιμα και αφρώδη υλικά με πολύ υψηλές ταχύτητες.

Ταχύτητα κοπής: Πόσο γρήγορη είναι η «ισχυρή»;

Αν και το εάν ένα μηχάνημα είναι σε θέση να κόβει γενικά αφορά κυρίως την ισχύ, το ζήτημα της ταχύτητας είναι επίσης κρίσιμό, και εκεί ακριβώς ξεχωρίζει η τεχνολογία. Τα μικρά μηχανήματα υδροβολής μπορούν να κάνουν τα εξής:

• Κοπή ανοξείδωτου χάλυβα 1–3 mm με πολλά μέτρα το λεπτό
• 10 mm αλουμίνιο με αργές αλλά σταθερές βιομηχανικές ταχύτητες
• Μαλακά υλικά σχεδόν ακαριαία

Τα μικρά μηχανήματα υδροβολής παρέχουν περισσότερη από αρκετή ταχύτητα για να είναι δυνατή η πρωτοτυποποίηση, η ακριβής εργασία, οι μικρές παραγωγές και τα εξατομικευμένα εξαρτήματα, ενώ τα μεγάλα βιομηχανικά συστήματα προορίζονται για συνεχείς παραγωγές μεγάλου όγκου και εξαιρετικά μεγάλο πάχος.

Ακρίβεια και έλεγχος

Τα μικρά μηχανήματα υδροβολής δεν έχουν μόνο μεγάλη ισχύ· είναι επίσης εξαιρετικά ακριβή. Με εξελιγμένα συστήματα ελέγχου CNC, η μέση ακρίβεια κυμαίνεται από:

• ±0,05 mm έως ±0,1 mm, ανάλογα με τη συγκεκριμένη διαμόρφωση

Επομένως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή:

• Εξαρτημάτων για την αεροδιαστημική βιομηχανία
• Εξαρτημάτων ιατρικών συσκευών
• Ακριβείς παρεμβύσματα και στεγανοποιητικά στοιχεία
• Κοσμητικά μεταλλικά πάνελ
• Μηχανικά εξαρτήματα κατασκευασμένα κατά παραγγελία

Η παραγωγή χωρίς ενέργεια είναι αδιανόητη· ωστόσο, ακριβώς σε αυτό το σημείο επιτυγχάνουν επιτυχία οι μικρές υδροβολές — παρέχοντας έλεγχο, επαναλαμβανόμενη δύναμη κοπής.

Ηλεκτρική Ισχύς έναντι Ισχύος Κοπής

Τις περισσότερες φορές, οι άνθρωποι νομίζουν ότι μια μικρή μηχανή υδροβολής σημαίνει αδύναμη απόδοση λόγω της χαμηλότερης ηλεκτρικής κατανάλωσης. Αυτό είναι αληθές:

• Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται από μια μικρή αντλία υδροβολής είναι περίπου 15–30 kW.
• Η ενέργεια μετατρέπεται σε πολύ υψηλή υδραυλική πίεση, όχι σε θερμότητα.
• Επειδή η κοπή με υδροβολή είναι μια ψυχρή διαδικασία, δεν υπάρχει θερμικά επηρεαζόμενη ζώνη, δεν υπάρχει σκλήρυνση του μετάλλου και δεν υπάρχει θερμική παραμόρφωση.

Γι' αυτόν τον λόγο, ακόμη και τα συστήματα υδροβολής με τη χαμηλότερη ισχύ είναι πολύ αποτελεσματικά όσον αφορά τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε χρησιμοποιήσιμη δύναμη κοπής.

Πώς Συγκρίνεται με Λέιζερ ή Πλάσμα;

Όταν οι άνθρωποι ρωτούν για την ισχύ μικρών μηχανημάτων υδροβολής, συνήθως επιδιώκουν να τη συγκρίνουν με λέιζερ και πλάσμα.

• Σε σύγκριση με λέιζερ: Τα μικρά λέιζερ μπορεί να κόβουν λεπτά ελάσματα γρηγορότερα, αλλά η υδροβολή μπορεί να κόψει πιο παχιά υλικά και επίσης μπορεί να κόψει ανακλαστικά μέταλλα χωρίς να παράγει θερμότητα ή να τα παραμορφώνει.
• Σε σύγκριση με πλάσμα: Αν και η κοπή με πλάσμα είναι γρήγορη σε παχιά μέταλλα, προκαλεί παραμόρφωση λόγω θερμότητας και οι άκρες είναι τραχιές. Από την άλλη πλευρά, η υδροβολή κόβει το μέταλλο καθαρά, χωρίς ακμές και χωρίς να το θερμάνει.

Όσον αφορά τη μέγιστη δυνατότητα κοπής σε σχέση με το μέγεθος του μηχανήματος, οι υδροβολές (ειδικά οι εκείνες με αποτρίβωση) βρίσκονται ανάμεσα στις πιο ισχυρές και ευέλικτες τεχνολογίες κοπής που υπάρχουν.

Η Ισχύς Μικρού Μηχανήματος Υδροβολής στην Πράξη

Η ισχύς είναι ουσιαστικά το αποτέλεσμα της χρήσης. Τα μικρά μηχανήματα υδροβολής χρησιμοποιούνται κυρίως για:

• Εργαστήρια εξατομικευμένης κατασκευής μετάλλων
• Εκπαιδευτικά και ερευνητικά εργαστήρια
• Εργαστήρια κατασκευής σημάτων και τέχνης
• Εργαστήρια επεξεργασίας πέτρας και πλακιδίων
• Εξαρτήματα αυτοκινήτου και μοτοσυκλέτας
• Κουτιά ηλεκτρονικών
• Πρωτότυπα αεροναυπηγικής

Η πλειονότητα όσων χρησιμοποιούν τέτοιον εξοπλισμό εκπλήσσεται από το γεγονός ότι μια συσκευή που μπορεί να χωρέσει σε ένα απλό εργαστήριο είναι ικανή να κόβει πιάτα από ανοξείδωτο χάλυβα, κεραμικά πλακάκια ή παχιά σύνθετα υλικά χωρίς να κουράζεται.

Περιορισμοί Μικρών Μηχανών Υδροβολής

Οι μικρές υδροβολές, παρόλο που είναι ισχυρές, δεν είναι άνευ περιορισμών. Οι κύριοι είναι:

• Πολύ χαμηλοί ρυθμοί αφαίρεσης υλικού κατά το κόψιμο παχιών μετάλλων
• Μικρότερη εργαζόμενη επιφάνεια για μεγάλα εξαρτήματα
• Βέβαια, χαμηλότερη συνεχής παραγωγική ικανότητα σε σύγκριση με μεγάλα βιομηχανικά συστήματα

Ωστόσο, αυτοί οι περιορισμοί δεν δημιουργούν μεγάλο πρόβλημα για μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις που επωφελούνται από τα πλεονεκτήματα της ευελιξίας και της δύναμης κοπής.

Πόσο ισχυρή είναι μια μικρή μηχανή υδροβλήματος;

Σε πραγματικές συνθήκες, μια μικρή μηχανή υδροβλήματος είναι αρκετά ισχυρή ώστε να κόβει με ακρίβεια, καθαρότητα και αξιοπιστία τα περισσότερα βιομηχανικά υλικά. Πρόκειται για ένα μικρό σύστημα που συνδυάζει εξαιρετική πίεση νερού, ενέργεια κοπής με αποτριβή και ακρίβεια CNC και μπορεί να εκτελέσει τη δουλειά πολλών παραδοσιακών εργαλείων κοπής, αλλά σε υψηλότερο επίπεδο.

Η πρώτης τάξεως απόδοσή της ίσως να μην έχει το βάρος και τη συνέχεια που θα περιμένατε από τεράστια εργοστασιακά συστήματα, αλλά η πραγματική της δύναμη βρίσκεται στο χαρακτηριστικό της ως πολυλειτουργική, ακριβής και ιδιαίτερα αποτελεσματική. Μια μικρή μηχανή υδροβλήματος είναι ένα συμπαγές ενεργειακό κέντρο και δεν είναι «μικρή» ως προς την απόδοση για εργαστήρια, startups, ερευνητικά κέντρα και εξειδικευμένους κατασκευαστές.