Karakteristike obrade materijala vodenim i abrazivnim mlazom
Suvremeni tehnološki principi obrade raznovrsnih materijala za najrazličitije potrebe prilagođavaju se tržišnim trendovima: visoka očekivanja na razini kvalitete te rokova izrade od proizvođača iziskuju neprestanu potragu za poboljšanim rješenjima proizvodnje i tehnološkim inovacijama.
Suvremeni tehnološki principi obrade raznovrsnih materijala za najrazličitije potrebe prilagođavaju se tržišnim trendovima: visoka očekivanja na razini kvalitete te rokova izrade od proizvođača iziskuju neprestanu potragu za poboljšanim rješenjima proizvodnje i tehnološkim inovacijama.
Upravo je obrada abrazivnim i vodenim mlazom vrsta tehnološkog procesa koja se lako prilagođava novim trendovima obrade materijala. Riječ je o mehaničkim postupcima obrade kod kojih abrazivne čestice velikom brzinom napuštaju mlaznicu i udaraju o materijal koji se obrađuje. Da je riječ o nekonvencionalnim postupcima obrade dokazuje sam izbor metode rezanja u skladu s ograničenjima na samome materijalu.
Vodeni mlaz snažno je i u industriji nerijetko primijenjeno oruđe u području rezanja, bušenja, glodanja materijala, odstranjivanja boje, fragmentacije i sl. Uporaba vodenog mlaza radi postizanja određenog tehnološkog cilja donosi brojne prednosti: potrošnja energije smanjena je na minimalnu mjeru, omogućuje raznovrsnu primjenu, onemogućuje deformaciju materijala pod djelovanjem topline, ekološka prihvatljivost, jednostavnost primjene u praksi.
Obrada materijala vodenim i abrazivnim mlazom: osnovne značajke
Tehnologija obrade materijala vodenim mlazom koristi vodeni mlaz koji pod utjecajem visokog tlaka (2000 – 4000 bara) putem visokotlačne cijevi dospijeva do rezne glave u kojoj se nalazi tzv. vodena mlaznica s malim promjerom otvora (0,1 mm do 0,4 mm) te udara o površinu materijala koji se obrađuje. Formirani mlaz vode doseže brzinu (do 1000 m/s), tri puta veću od brzine zvuka što omogućuje samu učinkovitost postupka. Mlaz ujedno odstranjuje otpadni materijal, a u materijalu koji se obrađuje ostavlja pukotine. Struktura mlaza dijeli se na: izlazno područje (upotrebljava se za rezanje), prolazno područje (upotrebljava se za fragmentaciju), kapljični tok (smanjena snaga mlaza uslijed čega postaje neupotrebljiv u proizvodnji).
Tehnologija obrade materijala vodenim mlazom koristi vodeni mlaz koji pod utjecajem visokog tlaka (2000 – 4000 bara) putem visokotlačne cijevi dospijeva do rezne glave u kojoj se nalazi tzv. vodena mlaznica s malim promjerom otvora (0,1 mm do 0,4 mm) te udara o površinu materijala koji se obrađuje. Formirani mlaz vode doseže brzinu (do 1000 m/s), tri puta veću od brzine zvuka što omogućuje samu učinkovitost postupka. Mlaz ujedno odstranjuje otpadni materijal, a u materijalu koji se obrađuje ostavlja pukotine. Struktura mlaza dijeli se na: izlazno područje (upotrebljava se za rezanje), prolazno područje (upotrebljava se za fragmentaciju), kapljični tok (smanjena snaga mlaza uslijed čega postaje neupotrebljiv u proizvodnji).
Pri obradi materijala pomoću abrazivnog vodenog mlaza koriste se abrazivne čestice koje postižu veliko ubrzanje i u takvom stanju prolaze kroz mlaznicu te djeluju na materijal koji se obrađuje. Također je riječ o mehaničkom postupku kod kojeg se mlaz sastoji od vode, abraziva i zraka koji na površini materijala koji se obrađuje ostavlja preciznu, usku liniju.
Abrazivni vodeni mlaz dijeli se na suspenzijski abrazivni vodeni mlaz (kroz mlaznicu prolazi unaprijed pripremljena smjesa vode i abraziva) te injekcijski abrazivni vodeni mlaz (kroz mlaznicu prolazi smjesa vode i abraziva koja se stvara u miješalici smještenoj prije mlaznice).
I abrazivne materijale možemo podijeliti u dvije skupine: pijesak koji se dobiva drobljenjem stijena pa ima šiljaste rubove i veće čestice te morski pijesak koji se dobiva postupkom prosijavanja, rubovi su mu zaobljeni, a čestice manje. U skladu sa svojstvima, drobljeni pijesak primjenjuje se za grubo rezanje, a morski za finiju obradu.
Upotreba čistog i abrazivnog mlaza
Vodenim mlazom bez dodataka abrazivnih sredstava mogu se rezati razni materijali, a najčešće se koristi kod rezanja mekših materijala (papir, tekstil, guma). Kvaliteta proizvoda ovisi o različitim parametrima poput: tlaka, promjera mlaznice i ostvarene brzine samog mlaza. U skladu s time istovremeno povećanje tlaka i smanjenje promjera mlaznice omogućuje veću dubinu reza. Trenutačni dometi industrijske primjene ne omogućuju primjenu vodenog mlaza u rezanju metala.
Vodenim abrazivnim mlazom režu se materijali poput stakla, keramike, kamena, metala… Kod samog postupka jako je važno centrirati mlaznicu i cijev za miješanje s obzirom na to da one određuju izgled mlaza i posljedično kvalitetu reza. Brojni faktori utječu na proces rezanja: brzina rezanja, tlak vode, tip abrazivnog materijala i njegova količina, promjer mlaznice, razmak između rezne glave i materijala koji se obrađuje, karakteristike materijala koji se obrađuje…
Prednosti i nedostaci obrade vodenim mlazom
Postupak obrade materijala vodenim mlazom bez i s dodatkom abraziva donosi brojne prednosti, ali i nedostatke, što potiče na daljnja nastojanja za unapređenjem tehnoloških procesa koje bi uz vremenske i financijske uštede donijeli i veću efektivnost proizvodnog procesa te kvalitetu krajnjeg ishoda.
Prednosti obrade vodenim mlazom su: postupak hladne obrade materijala, izostanak štetnih čestica prašine, jednostavnost primjene, ekološka prihvatljivost, izostanak stvaranja oštrih rubova, ušteda materijala, točnost obrade.
Ovaj postupak ima i određene nedostatke: smanjena energija mlaza u dubini reza, odstupanja pri brzom rezanju krugova i lukova te unutarnjih kutova, kod dijela materijala potrebna zaštita od korozije, gubitak tlaka utječe na smanjenje brzine rezanja, određena ograničenja u obradi 3D oblika, buka.
Upravo nedostaci potiču na daljnja nastojanja za unapređenjem tehnoloških procesa koje bi uz vremenske i financijske uštede donijeli i veću efektivnost proizvodnog procesa te kvalitetu krajnjeg ishoda.
