O jato de água de 5 eixos está totalmente molhado?

Desde a concepção do Corte por Jato de Água Abrasivo, o processo de corte de material tem sido utilizado não apenas em aplicações 2D (Folha Plana), mas também em aplicações 3D (5 eixos). Nos últimos 15 anos, a aplicação do 5-Axis retornou ao campo de corte de chapas planas de jatos de água, onde empresas empreendedoras prometeram fornecer melhores velocidades e tolerâncias mais altas em peças planas. Neste artigo exclusivo, usamos nossa experiência e a experiência de nossos usuários para aprofundar as diferentes formas de corte por jato de água de 5 eixos, o que significa, onde se aplica, onde não se aplica e como você pode determinar se o corte de 5 eixos é certo para você.


O que é jato de água de 5 eixos

Clientes e profissionais de vendas agruparam muitas categorias diferentes de corte por jato de água na designação de jato de água de “5 eixos”. Vamos dividir essa categoria de projetos para o usuário em 4 categorias básicas de projetos de máquinas:

1. Controlado por robótica
2. Tipo de ponte/formato grande
3. Corte de chapa plana com recurso de 5 eixos adicionado em
4. Corte de chapa plana com cabeças inclinadas de compensação de cone adicionadas

Os primeiros 2 tipos de “jatos de água de 5 eixos” são orientados a aplicações e normalmente serão projetados ou configurados para atender aos requisitos específicos dos clientes. Os 2 posteriores são de longe as opções mais comuns e populares e são meras adaptações em um projeto de máquina existente que oferece para melhorar ou aprimorar o desempenho e as capacidades de uma máquina de corte de chapa plana típica.


Controlado por robótica:
Embora todos os sistemas sejam teoricamente “Controlados por Robótica (CNC)”, existem vários fabricantes que pegaram um braço/manipulador robótico “de prateleira” e anexaram uma cabeça de corte a jato de água a ele. Embora esses sistemas de jato de água sejam apenas um braço robótico com a cabeça de corte de jato de água acoplada, eles podem ser muito úteis para a aplicação correta, pois são muito hábeis e capazes, dada a flexibilidade dos recursos de movimento dos braços robóticos. Em aplicações difíceis de alcançar e complicadas, o braço robótico pode ser um grande benefício. No entanto, existem algumas desvantagens importantes para esta abordagem.


Esses sistemas são tipicamente um sistema de movimento robótico do tipo “Teach” que requer muito mais tempo de configuração do que um sistema típico de corte de chapa plana e, embora esses sistemas muito flexíveis que podem cortar chapas planas de material, seu objetivo principal é cortar contornos e formas únicos em 3 dimensões na maioria das vezes. Sua configuração, considerações de segurança, fixação e programação podem ser difíceis e complicadas, no entanto, isso é facilmente compensado com sua flexibilidade e habilidades exclusivas se suas aplicações forem grandes e complexas formas 3D 90-100% do tempo de corte. Para a maioria das lojas que cortam formas de chapas planas, esses tipos de sistemas de jato de água de 5 eixos são pesados, inseguros e difíceis de operar.


Esses sistemas são geralmente encontrados em aplicações de corte como arquitetura, arte, alta produção de componentes difíceis de usinar e ambientes extremos como aplicações nucleares.


Tipo de ponte:

Os sistemas de corte por jato de água de 5 eixos tipo ponte são normalmente máquinas com um bico articulado capaz de 180+/- graus de movimento em uma configuração de eixo A/B montada em uma máquina com um eixo Z de grande deslocamento, permitindo alcance e recursos generosos. Esses sistemas também exigem muitas habilidades de fixação de peças, configuração e programação e geralmente não se adaptam bem ao corte simples de chapas planas 2D, embora essa seja uma aplicação possível dentro de sua gama de recursos.


Esses sistemas são mais utilizados em aplicações como oficinas aeroespaciais, marítimas e de protótipos.


Os tipos mais comuns de jatos de água de 5 eixos encontrados são os sistemas de corte de chapa plana com jato de água equipados com uma cabeça de 5 eixos opcional e a versão mais comum, embora limitada, a Compensação de Conicidade cabeça.


Cabeça de compensação de cone

A compensação de conicidade foi oferecida sob os nomes comerciais de Tilt-A-Jet (Omax Corp) e Dynamic Jato de água (Flow Corp). Essas cabeças de corte oferecem um ângulo de movimento limitado e são projetadas para aumentar as velocidades de corte de chapas planas. Como a corrente de jato de água naturalmente “se arrasta” atrás da posição do bico à medida que a corrente de jato tritura seu caminho através do material, essas cabeças permitir que o bico incline apenas alguns graus para compensar o ângulo natural criado durante o processo de jato de água em velocidades mais altas. Esses acessórios também permitem que o bico pré-posicione o jato para um canto próximo e, assim, compense o fluxo atrasado nos cantos para evitar a lavagem do canto, novamente em velocidades de corte com jato de água mais altas.


Um dos principais efeitos do processo de corte por jato de água deve ser levado em consideração ao escolher este tipo de cabeças de compensação. Embora o jato de água possa compensar geometricamente o afunilamento natural e o atraso da corrente de jato no corte de alta velocidade, essas tecnologias de inclinação não podem alterar o efeito natural de nervuras no material causado pelo movimento muito rápido através do material. Essas “estrias” (veja a foto à direita), como são chamadas, só podem ser eliminadas diminuindo o processo de corte para um nível de acabamento aceitável, enquanto você pode descobrir que a retilinidade da peça E o acabamento necessário eliminam ou reduzem bastante a necessidade desses anexos. Também os sistemas de corte de 2 eixos de qualidade terão Accel muito desenvolvidos e Desacelerar controles para cantos permitindo que a corrente de jato atrasada alcance os cantos, eliminando assim a lavagem dos cantos, embora em uma taxa de alimentação um pouco mais lenta.


Benefícios:

• 
  Reduz ou elimina a conicidade em peças de corte a jato de água
  
• 
  Maior velocidade mantendo a precisão geométrica
  

Desvantagens

• 
  Complexidade do Design
  
• 
  Maior tempo de configuração necessário para sondagem de peças
  
• 
  Maior manutenção e reparo
  
• 
  Planicidade da folha um requisito.
  
• 
  Deslocamento Exato do Bocal (distância do bocal ao material) a Requisito.
  
• 
  Não elimina “estrias” que ocorrem em alta velocidade.
  
• 
  Superfície do Material de Sondagem Necessária
  

Cabeça de 5 eixos

As cabeças de 5 eixos opcionais permitem recursos de corte adicionais em um sistema de jato de água de folha plana padrão. Eles normalmente têm todos os benefícios dos cabeçotes de compensação de cone descritos acima, mas também adicionam a capacidade de cortar cones complexos. Embora esses acessórios aumentem a capacidade das máquinas, eles têm um preço, e não apenas o preço de compra. O corte em 5 eixos exige que o controle conheça as dimensões exatas entre a ponta do bico e a superfície do material, assim como seu primo Cabeça Compensadora Cônica, isso é feito através de um ciclo de apalpação que adiciona complexidade à máquina e tempo ao ciclo.


Os compradores consideraram os recursos de 5 eixos no passado por muitos dos motivos errados. Embora esses sistemas forneçam a capacidade de cortar recursos como chanfros e chanfros retos, você nunca deve justificar sua compra ou usar sua máquina para estes, ou qualquer recurso que possa ser feito facilmente em uma operação externa, e aqui está o porquê; Seu jato d'água opera a um custo de cerca de US$ 30 a US$ 35 por hora - essa é apenas a quantia necessária para alimentar a “besta” (granada, consumíveis etc.). Se você pode chanfrar um furo em uma furadeira em 30 segundos, seu custo será muito mais barato do que ter a cabeça do jato de água articulando esse ângulo por vários minutos, da mesma forma para chanfros de preparação de solda etc. A regra geral é: Se Você pode cortar o jato, faça isso! É apenas mais barato.


Prós de 5 eixos

• 
  Capacidade de cortar ângulos agudos de 45 graus ou mais
  
• 
  Pode fornecer os mesmos benefícios adicionais do Cabeçote de compensação de cone
  

Contras de 5 eixos

• 
  Complexidade do projeto
  
• 
  Maior tempo de configuração necessário para sondagem de peças
  
• 
  Aumento dos custos de manutenção e reparo
  
• 
  Planicidade da folha é um requisito.
  
• 
  Deslocamento exato do bocal (distância do bocal ao material) um requisito.
  
• 
  Não elimina “estrias” que ocorrem em alta velocidade.
  

Então a pergunta original era; O jato de água de 5 eixos está todo molhado ?

Se você tiver a aplicação certa, o corte por jato de água de 5 eixos pode ser extremamente lucrativo. Seja um braço robótico, tipo pórtico ou até mesmo o acessório de cabeça de corte de 5 eixos, essas aplicações podem ser realmente lucrativas para um sistema de corte a jato de água e uma oficina de jato de água. No entanto, a Compensação de Conicidade cabeças de tipo requerem uma revisão mais profunda e completa, como normalmente, onde você precisa de geometria reta e boa, você também precisa de um acabamento suave e preciso e a única maneira de conseguir isso é apenas diminuir a taxa de alimentação, o que, em espécie, produz retas e arestas limpas, tornando assim o argumento para essas cabeças de tipo consideravelmente menos válido.


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