Kuinka tehokas pieni vesileikkuukone on?

Niiden varjoon jäävät suuret teollisuusleikkuujärjestelmät koon suhteen, mutta pienten vesileikkuukoneiden leikkuuteho jättää usein aloittelijat täysin hämilleen. Nämä laitteet käyttävät erittäin korkeapaineista vettä – johon voidaan joskus sekoittaa karkaistehiukkasia – tehdäkseen siistejä ja tarkkoja leikkauksia laajassa materiaalivalikoimassa, säästäen samalla aikaa ja kustannuksia. Mutta mikä on pienen vesileikkuukoneen todellinen teho?

Vastaus tähän kysymykseen vaihtelee paineen, pumpputyypin, leikkuupäätteen suunnittelun ja käsiteltyjen materiaalien mukaan. Miksi emme selvittäisi, mitä nämä koneet pystyvät saavuttamaan?

Mikä luonnehtii pientä vesileikkuukonetta?

Pienellä vesileikkuukoneella tarkoitetaan yleensä kompaktia tai perusvesileikkuuyksikköä, joka voidaan asentaa työpajaan, laboratorioon, kouluun, tutkimus- ja kehityskeskukseen tai pienimuotoiseen valmistustilaan. Näillä laitteilla on tavallisesti:

• Pienempi leikkuupöytä (usein 600×600 mm – 1300×1300 mm)
• Pumpun teho on hevosvoimissa mitattuna alhaisempi kuin suurilla teollisuusjärjestelmillä
• Käytettävä tila on vähäisempi sellaisiin ympäristöihin, joissa tila on rajallista
• Kulutetaan vähemmän energiaa ja vettä

Vaikka ne ovatkin pienikokoisia, nämä koneet toimivat silti samalla periaatteella kuin isot mallit eli käyttävät erittäin korkeapaineista vettä – yleensä 30 000–60 000 PSI (2 000–4 000 baaria) – leikkaustoimintojen suorittamiseen materiaaleissa.

Paine: Pääasiallinen vesileikkuulaitteen voimatekijä

Vesileikkuulaitteen todellinen "teho" ei millään tavalla määräydy lämmön tai vääntömomentin perusteella, vaan vesipaineen ja suihkun nopeuden mukaan. Yleensä pieni vesileikkuujärjestelmä pystyy kuitenkin toimimaan seuraavilla tasoilla:

• 30 000–40 000 PSI alalle kuuluvien mallien kohdalla
• Jopa 60 000 PSI suorituskykyisten kompaktien laitteiden kohdalla

Näillä painetasoilla suihkunauhan nopeus on lähes kolme kertaa äänenvauhti. Näin ollen, jos suihkuun lisätään hiotteita (yleensä granaattia), leikkausvoima kasvaa huomattavasti. Tämän vuoksi pienillä koneilla voidaan leikata materiaaleja, joita yleensä vaativat raskasta teollista kalustoa.

Mitä tyyppisiä materiaaleja pieni vesileikkuukone voi leikata?

Pienet vesileikkuukoneet voivat vaikka rajoitetun koon takia yllättää käyttäjänsä, sillä ne pystyvät leikkaamaan laajaa valikoimaa materiaaleja, mukaan lukien:

• Metallit: ruostumaton teräs, alumiini, kupari, messinki, titaani
• Kivi ja lasi: marmori, graniitti, keramiikka, karkaistu lasi
• Muovit ja komposiitit: akryyli, hiilikuitu, lasikuitu
• Nahka ja vaahtomuovi
• Puu ja laminaatit

Paksuuden suhteen pienikokoinen abrasivivesileikkuulaite pystyy useimmissa tapauksissa:

• Leikkaamaan terästä jopa 20–30 mm (0,8–1,2 tuumaa) hyvällä reuna­viimeistelyllä
• Alumiinia jopa 40–50 mm (1,5–2 tuumaa)
• Peuhkeammille materiaaleille taas voidaan käyttää vielä suurempia paksuuksia

Lisäksi jos käytetään pelkkää vettä ilman abrasive-ainetta, pienet koneet voivat leikata pehmeitä materiaaleja, kuten kumia, tekstiilejä, elintarvikkeita ja vaahtomuovia, erittäin nopeasti.

Leikkausnopeus: Kuinka nopea on ”tehokas”?

Vaikka kysymys siitä, pystyykö kone ylipäätään leikkaamaan, liittyy useimmiten tehoon, on nopeus myös ratkaisevan tärkeä tekijä, ja tässä suhteessa teknologia loistaa. Pienet vesileikkuukoneet voivat tehdä seuraavaa:

• Leikata 1–3 mm ruostumatonta terästä useita metrejä minuutissa
• 10 mm alumiinia hitaalla mutta vakaalla teollisuusnopeudella
• Pehmeitä materiaaleja lähes välittömästi

Pienet vesileikkuukoneet tarjoavat enemmän kuin riittävän nopeuden prototyyppeihin, tarkkuustyöhön, lyhyisiin tuotantosarjoihin ja räätälöityihin osiin, kun taas suuret teollisuuskoneet on suunniteltu jatkuvaan korkean kapasiteetin tuotantoon ja erittäin paksuihin materiaaleihin.

Tarkkuus ja hallinta

Pienet vesileikkuukoneet eivät ole ainoastaan tehokkaita, vaan myös erittäin tarkkoja. Ajan tasalla olevien CNC-ohjausjärjestelmien ansiosta keskimääräinen tarkkuus on:

• ±0,05 mm – ±0,1 mm riippuen erityisestä asetuksesta

Niitä voidaan siten käyttää valmistettaessa:

• Komponentteja ilmailu- ja avaruusteollisuudelle
• Lääkintälaitteiden osia
• Tarkkuus tiivisteet ja tiivistysosat
• Dekoratiiviset metallipaneelit
• Mekaaniset räätälöidyt osat

Valmistus ilman virtaa on mahdotonta; tässä kohdassa pienet vesileikkurit kuitenkin menestyvät – ne tarjoavat ohjattua, toistettavaa leikkausvoimaa.

Sähköteho vastaan leikkausteho

Usein ihmiset luulevat, että pieni vesileikkuukone tarkoittaa heikkoa suorituskykyä alhaisemman sähkötehon vuoksi. Tässä on totuus:

• Pienen vesileikkuupumpun käyttämä sähköteho on noin 15–30 kW.
• Energia muunnetaan erittäin korkeaksi hydrauliseksi paineeksi, ei lämmöksi.
• Koska vesileikkaus on jäähtyvä prosessi, siinä ei synny lämpöherkkää vyöhykettä, metallin kovettumista tai lämpömuodon vääristymistä.

Siksi jopa alhaisimmalla teholla varustetut vesileikkuujärjestelmät ovat erittäin tehokkaita sähköenergian muuntamisessa käyttökelpoiseksi leikkausvoimaksi.

Miten se vertautuu laseriin tai plasmaan?

Kun ihmiset kysyvät pienten vesileikkuukoneiden tehosta, he yleensä tarkoittavat sitä verrattuna laser- ja plasmaleikkureihin.

• Verrattuna laseriin: Pienet laserit voivat leikata ohutta levyä nopeammin, mutta vesileikkurit pystyvät leikkaamaan paksumpia materiaaleja ja voivat myös leikata heijastavia metalleja lämmittämättä niitä tai muodostamatta niissä vääntymiä.
• Verrattuna plasmaan: Vaikka plasmaleikkaus on nopeaa paksuissa metalleissa, se aiheuttaa lämpövääntymiä ja reunoista tulee karkeita. Vesileikkurit puolestaan tuottavat metalliin siistejä, teräviä reunoja ilman kiiltoja ja ilman metallin lämmittämistä.

Leikkuukyvyn suhteen koneen kokoon nähden vesileikkurit (erityisesti abrasiviiveillä varustetut) kuuluvat tehokkaimpiin ja joustavimpiin leikkuuteknologioihin olemassa.

Pienen vesileikkuukoneen teho käytännössä

Teho on oleellisesti käytön tulosta. Pieniä vesileikkuulaitteita käytetään erityisesti:

• Metallialan räätälöintitehtailuissa
• Koulutus- ja tutkimuslaboratorioissa
• Kylttien ja taiteen työmailla
• Kiven ja laatan työpajoissa
• Auton ja moottoripyörän osat
• Elektroniikan kotelot
• Ilmailuteollisuuden prototyypit

Suurin osa näitä laitteita käyttävistä hämmästyy, että laite, joka mahtuu vaatimattomaan työpajaan, pystyy leikkaamaan ruostumattomia teräslevyjä, keraamisia laattoja tai paksuja komposiittemateriaaleja hiveniäkään hikoilematta.

Pienet vesileikkuukoneet – rajoitukset

Pienillä vesileikkuukoneilla on vaikka voimakkaat, omat rajoituksensa. Pääasialliset ovat:

• Hyvin alhaiset materiaalin poistoprosentit paksia metalleja leikatessa
• Pienempi työskentelyalue suurille osille
• Ehdottomasti alhaisempi jatkuva tuotantokapasiteetti verrattuna suuriin teollisiin järjestelmiin

Näiden rajoitusten vuoksi pienillä ja keskisuurilla yrityksillä ei kuitenkaan ole suurta ongelmaa, sillä ne hyötyvät joustavuudesta ja leikkuutehosta.

Kuinka voimakas pieni vesileikkuukone on?

Oikeissa käyttötilanteissa pieni vesileikkuukone on tarpeeksi voimakas leikkaamaan tarkasti, siististi ja luotettavasti useimmat teollisuusmateriaalit. Se on pienessä paketissa oleva yhdistelmä äärimmäistä vesipainetta, abrasiiivista leikkuuenergiaa ja CNC-tarkkuutta, joka pystyy tekemään monien perinteisten leikkuutyökalujen työt paremmalla tasolla.

Sen huippuluokan tuotanto ei ehkä ole yhtä raskasta tai jatkuvaa kuin valtavilla tehdasjärjestelmillä, mutta sen todellinen voima piilee monipuolisuudessa, tarkkuudessa ja yllättävän suuressa mahdollistavassa kapasiteetissa. Pieni vesileikkuukone on kompakti voimalaitos, eikä se ole "pieni" suorituskykynsä osalta mitattuna – se sopii erinomaisesti työpajoihin, aloittaviin yrityksiin, tutkimuskeskuksiin ja räätälöintivalmistajiin.