فرادرسواتر جت چیست و چگونه کار میکند؟ — آنچه باید بدانید
قطعات تشکیل‌دهنده بسیاری از وسایل اطراف ما با استفاده از روشهای مختلف ماشین‌کاری ساخته می‌شوند. ماشین‌کاری، فرایندی است که به منظور برشکاری قطعات برای دستیابی به شکل و اندازه دلخواه مورد استفاده قرار میگیرد. به تجهیزات مورد استفاده در این فرایند، ماشین ابزار یا ماشین افزار می‌گویند. واتر جت یا برشکاری با جت آبی، یکی از روشهای نوین ماشین‌کاری است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. این روش با به کارگیری جریان پرفشار آب به صورت خالی یا با مواد ساینده، باعث ایجاد برش در اغلب مواد نرم تا سخت میشود. مزایای متعدد واترجت، آن را به یکی از روشهای محبوب ماشین‌کاری تبدیل کرده‌اند.
امروزه، کارشناسان فعال در صنایع مختلف به دنبال آشنایی با نحوه عملکرد دستگاه واتر جت و بهره‌گیری از قابلیت‌های آن در فرایندهای اجرایی خود هستند. در این مقاله، به معرفی کامل کاربردها، اجزا، مکانیزم، انواع، مزایا و محدودیت‌های واتر جت می‌پردازیم. به علاوه، عوامل موثر بر کیفیت برشکاری توسط این روش و مقایسه ویژگی‌های آن با دیگر روشهای ماشین‌کاری را مرور می‌کنیم. در انتها نیز به سوالات متداول درباره واترجت پاسخ می‌دهیم.
جت آب یا واتر جت چیست؟
به خروج جریان پرفشار آب از درون یک نازل، جت آب یا اصطلاحا «واترجت» (Water Jet) می‌گویند. واتر جت کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. به عنوان مثال، جریان آب مورد استفاده برای تمیز کردن خودروها در کارواش به عنوان یکی از انواع کاربردهای واترجت در نظر گرفته میشود.
سندبلاست مرطوب یا اصلاحا وت بلاست برای آماده‌سازی سطوح یا ساخت واش بتن نیز از دیگر کاربردهای جت آب به شمار می‌روند.
کاربردهای واتر جت کدام هستند؟
به طور کلی، واتر جت یا جریان پرفشار آب به منظور تمیزکاری، آماده‌سازی سطح و برش مورد استفاده قرار میگیرد.
تمیزکاری
یکی از کاربردهای گسترده واتر جت در صنایع مختلف، استفاده از آن برای تمیزکاری قطعات، تجهیزات و محوطه‌ها است. بسیاری از نیروگاه‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی و کارخانه‌های صنعتی از این روش برای تمیز کردن سطح داخلی بویلر (دیگ بخار)، کوره، سیکلون، مخزن، راکتور، سیستم پایپینگ و غیره استفاده می‌کنند.
آماده‌سازی سطح
خاصیت سایندگی و لایه‌برداری واتر جت، آن را در کنار سندبلاست به یکی از گزینه‌های مناسب برای آماده‌سازی سطوح مختلف تبدیل میکند. فشار بالای آب میتواند انواع رنگ، چربی، زنگ‌زدگی و هرگونه مواد اضافی را از روی سطوح بردارد و آنها را برای انجام عملیات‌های بعدی نظیر پوشش‌دهی آماده کند.
برش
مهم‌ترین کاربرد واترجت در صنایع مختلف، برش انواع مواد نرم تا سخت به منظور تکمیل فرایند تولید آنها است. قابلیت‌های منحصر به فرد واتر جت آن را به یکی از بهترین گزینه‌ای برشکاری و ماشین‌کاری تبدیل می‌کنند.
انواع واتر جت کدام هستند؟
واترجت، عنوانی است که در صنایع مختلف برای اشاره به کاربری‌های متفاوت جریان آب پرفشار مورد استفاده قرار میگیرد. از انواع شناخته شده واتر جت می‌توان به برش واتر جت یا واتر جت صنعتی، واترجت چربی یا واتر جت لاغری، واتر جت دندان، واتر جت سنگ یا بتن، واترجت کارواش و غیره اشاره کرد. همان‌گونه که مشاهده می‌کنید، فشار آب، کاربری‌های متنوعی دارد. تمرکز اصلی این مقاله بر روی برش واتر جت و کاربردهای صنعتی آن است.
برش واتر جت چیست ؟
برش واتر جت یا برشکاری با جت آبی یکی از روشهای نوین ماشین‌کاری است. در این روش، نیروی حاصل از برخورد جریان پرفشار و سریع آب خالص یا ترکیب آب و مواد ساینده به سطح قطعات، باعث ایجاد برش در آنها میشود. دستگاه واترجت از ماشین افزار پرکاربرد برای برشکاری انواع مواد به شمار می‌رود.
تاریخچه برش واتر جت
اولین نشانه‌های استفاده از جت آب برای برش مواد مختلف به دوران امپراتوری رم باز می‌گردد. رومیان از جریان آب پرفشار برای استخراج مواد معدنی استفاده می‌کردند. کاربردهای گسترده آب در صنایع مختلف طی قرن‌های گذشته، باعث توجه ویژه صنعت‌گران به توسعه روش های ماشین‌کاری پیشرفته و دقیق با استفاده از این منبع طبیعی شد. در اوایل قرن 19 میلادی (اواخر قرن 12 شمسی)، روش واترجت (جریان آب پرفشار) برای اولین بار و به طور رسمی برای استخراج لایه‌های ضعیف زغال در شوروی سابق و نیوزیلند مورد استفاده قرار گرفت. در اواسط قرن 19 میلادی (اوایل قرن 13 شمسی)، روش مشابهی برای استخراج طلا از سنگهای نرم در آمریکا توسعه یافت. امروزه، معدنکاری هیدرولیکی به عنوان کاربرد اصلی ماشین برش واتر جت در نظر گرفته نمی‌شود. با این وجود، کاربردهای تاریخی این روش در حوزه معدنکاری، زمینه پیشرفت صنعت ماشین‌کاری و برشکاری را در پی داشته است.
در دهه 1930 میلادی (دهه 1310 شمسی)، تکنولوژی جدیدی در حوزه واترجت معرفی شد که به منظور برش دادن موادی نظیر کاغذ مورد استفاده قرار می‌گرفت. با گذشت زمان، مخترعان با مطالعه بر روی عملکرد این تکنولوژی دریافتند که اضافه کردن مواد ساینده میتواند امکان برش مواد سخت‌تر را نیز فراهم کند. در اوایل، مواد ساینده باعث کاهش طول عمر نازل واتر جت می‌شد. مطالعه بر روی این مشکل، اختراع لوله‌های مقاوم‌تر را در پی داشت.
در دهه 1950 میلادی (دهه 1330 شمسی)، استفاده از سیستم‌های دارای فشار بسیار بالا باعث بهبود کارایی روش واتر جت در برش مواد سخت‌تر نظیر چوب درختان شد. در دهه 1960 میلادی (دهه 1340 شمسی)، مطالعاتی بر روی بهینه‌سازی شکل نازل واترجت صورت گرفت. اختراع اوریفیس های الماسی مخصوص دستگاه واتر جت در دهه 1970 میلادی (دهه 1350 شمسی)، راه‌اندازی اولین خط برشکاری مجهز به سیستم واتر جت در مقیاس تجاری را به همراه داشت. این سیستم‌های جدید، قادر به اعمال فشاری حدود 4100 بار بودند. با وجود هزینه سرمایه‌گذاری بالا و نیاز به نگهداری زیاد، سیستم‌های واتر جت از هزینه عملیاتی پایین‌تری نسبت به سیستم‌های سنتی بهره می‌بردند.
در اواخر دهه 1980 میلادی (دهه 1360 شمسی)، از سرامیک، تنگستن و کاربید به عنوان مواد تشکیل دهنده لوله‌های واتر جت استفاده شد. این لوله‌ها از مقاومت بالایی در برابر مواد ساینده برخوردار هستند. پیشرفت‌های صورت گرفته در زمینه تجهیزات و بهینه‌سازی فرایندهای برشکاری توسط واتر جت، این روش نه چندان قابل اعتماد در قرن‌های گذشته را به یکی از کارآمدترین روشهای ماشین‌کاری تبدیل کردند. البته این پیشرفت‌ها همچنان برای رسیدن به روشی دقیق‌تر، قابل اعتمادتر و رایج‌تر ادامه دارند. در بخش‌های بعدی، به توضیحاتی بیشتری راجع به مکانیزم عملکرد واتر جت و وظیفه هر یک از بخش‌های دستگاه برشکاری با جت آبی خواهیم پرداخت.
کاربردهای برش واترجت کدام هستند؟
برش واترجت روشی است که در صنایع مختلفی نظیر هوافضا، اتومبیل‌سازی، الکترونیک، پزشکی، معماری، غذاسازی، معماری، معدنکاری و بسیاری از حوزه‌های دیگر کاربرد دارد. واترجت میتواند انواع مواد نرم تا سخت را با دقت و کیفیت بالا برش دهد. به همین دلیل، این قابلیت واترجت در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار میگیرد.
برخی از کاربردهای برش واتر جت در صنایع مختلف عبارت هستند از:
- هوافضا: ساخت قطعات بدنه، قطعات موتور (آلومینیوم، تیتانیوم و آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت)، بدنه‌های تیتانیومی هواپیماهای نظامی، پنل‌های داخلی، عضوهای سازه‌ای هواپیماهای سفارشی، برش زدن تیغه‌های توربین و دیگر قطعات ریز و درشت داخلی
- ساخت اتومبیل و قطار: اجزای داخلی (چراغ‌های سقف، کفپوش، صندوق عقب)، اجزای فایبرگلاس بدنه، فلنج اگزوز، درزبندها، سپر، عایق، فوم و غیره
- صنایع الکترونیک: مدار، آماده‌سازی سطح کابل برای پوشش‌دهی، اجزای ژنراتورها و غیره
- صنایع پزشکی: تمیز کردن تجهیزات پزشکی، برش دادن اعضای مصنوعی بدن، ساخت تجهیزات ارتوپدی و غیره
- معماری، طراحی و هنر: طراحی هنری بر روی دیوار، ایجاد آثار هنری فلزی، برش المان‌های معماری ساختمان، حکاکی بر روی سنگ، واش بتن و غیره
- صنایع غذایی: ساخت قطعات فرآوری مواد غذایی و استفاده به عنوان بخشی از عملیات‌های فرآوری مواد غذایی (به دلیل ماهیت بهداشتی و عدم تولید گرما)
- معدنکاری: استخراج هیدرولیکی کانسارهای معدنی
اجزای دستگاه واتر جت چه هستند؟
دستگاه واترجت از هفت بخش شامل پمپ فشار قوی، نازل، ابزار برش چند محوره، مخزن جذب انرژی، محفظه مواد ساینده، سیستم حرکت دو بعدی و واحد کنترل کامپیوتری تشکیل میشود. تصویر زیر بخش‌های مختلف دستگاه واتر جت را نمایش میدهد.
بخش‌های نمایش داده شده در تصویر بالا عبارت هستند از:
- سیستم پمپ فشار قوی
- سری برش چند محوره
- خروجی نازل
- مخزن جذب انرژی
- محفظه مواد ساینده
- سیستم حرکت دو بعدی
- واحد کنترل کامپیوتری
در ادامه به معرفی عملکرد هر یک از اجزای دستگاه واترجت می‌پردازیم.
نقش پمپ فشار قوی در برشکاری با جت آبی
واقعا مفید و آموزنده بود سپاس بابت زحمات شما
سلام. دستگاه واتر جت ما برای برش هست ولی. بعد از صفر صفر شدن و اومدن به جای استارت. بعد از لود کردن کار مورد نظر
متاسفانه استارت نمیکنه که شروع کار برش بکنه مشمل چیه