برش کاری یک نوع فرآیند ضروری و واجب مانند برش لیزر در حوزه صنعت می باشد و برای شکل دادن به اجزای فلزی ضروری به عنوان ابزار مهمی برای اهداف گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برش کاری به عنوان یک گام مهم و اساسی در تولید قطعات مورد استفاده در ساخت و ساز، خودرو سازی، کشتی سازی، تجهیزات پزشکی، ساخت هواپیما به عنوان یک روش صنعتی بسیار حساس و مهمی ظاهر شده است. یکی از روش های متداول و پر کاربرد در برش کاری، برش واتر جت نام دارد که در این مطلب قصد داریم توضیحات کاملی از جمله معرفی برش واتر جت، طرز کار، کاربردها، مزایا و معایب این نوع برش را برای شما ارائه دهیم و بتوانیم به سوالات شما نیز پاسخ دهیم.
برش واتر جت چیست؟
برش واتر جت(Water Jet Cutting) که برش آب نیز نام دارد، یک ابزار برش صنعتی می باشد، که در این نوع روش برش با استفاده از فشار بسیار بالای آب فرآیند برش انجام می شود. در این روش با استفاده از پمپ، آب با فشار بسیار زیاد (غالبا ۹۰۰ متر بر ثانیه) به یک نازل باریک وارد می شود و این جت پر قدرت آب، ذره های مواد را با خود برده و مواد مختلفی را برش می دهد.
برای افزایش یافتن قدرت برش، ذرات ساینده ای مثل ماسه گارنت به جریان آب اضافه خواهند شد. این ذرات با سرعت زیادی به سطح ماده برخورد می کنند و آن را فرسایش خواهند داد.
روش کار برش کاری واتر جت چگونه است؟
طرز کار برش واتر جت به این صورت است که، واتر جت با استفاده از یک پمپ پر قدرت، آب را با فشار خیلی زیاد (معمولا بین ۴۰۰۰ الی ۶۲۰۰ بار) به درون یک لوله باریک هدایت خواهد کرد. این فشار زیاد، انرژی جنبشی بالایی را به مولکول های آب می دهد و سرعت آنها را تا حدود ۹۰۰ متر بر ثانیه (معادل با ۳۲۴۰ کیلومتر در ساعت) می رساند، که حدودا ۳ برابر سرعت صوت می باشد. آب با فشار زیاد با استفاده از یک نازل با قطر خیلی کم ( غالبا بین ۰.۰۷۵ الی ۰.۳ میلی متر) هدایت می شود. با این کار جریان آب متمرکز می شود و به یک جت پر قدرت و باریک تبدیل خواهد شد.
برای برش دادن مواد سخت تر مثل سنگ و فلزات، ذرات ساینده ای مثل ماسه گارنت به جریان آب اضافه خواهند شد.
ماسه گارنت نوعی ماده معدنی سیلیکات می باشد که از دانه های سخت و ریز ساخته شده است. این دانه ها به صورت طبیعی در معادن وجود دارند و می توان آنها را به شکل ماسه یا پودر درآورد. این ذرات ساینده با سرعت زیاد به سطح ماده برخورد می کنند و موجب فرسایش آن می‌شوند. جت آب با سرعت و فشار زیاد، به همراه ذرات ساینده (البته در صورت استفاده) به سطح ماده مورد نظر برخورد خواهند کرد که همین برخورد موجب فرسایش سطح ماده و سپس ایجاد شدن برش می شود. کیفیت و دقت در روش برش واتر جت به عوامل گوناگونی مثل قطر نازل، سرعت حرکت جت، فشار آب، اندازه و نوع ذرات ساینده بستگی دارد.
کاربردهای برش واتر جت چیست؟
روش برش واتر جت همه کاره می باشد که برای برش دادن مواد مختلفی از جمله پلاستیک، فلز، شیشه، کامپوزیت و سنگ قابل استفاده است. برخی از کاربردهای برش واتر جت را در این بخش توضیح خواهیم داد که این کاربردها عبارتند از:
- برش پلاستیک:
برش واتر جت برای برش دادن انواع پلاستیک مانند پلی اتیلن، پلی پروپیلن، اکریلیک و پلی وینیل کلرید استفاده می شود. معمولا از این روش برای برش قطعات پلاستیکی برای صنعت پزشکی، الکترونیک و بسته بندی نیز استفاده می شود.
- برش فلز:
از این روش برش برای برش دادن انواع فلزات مثل آلومینیوم، مس، برنج و فولاد ضد زنگ می توان استفاده کرد. غالبا برای برش قطعات فلزی در صنعت خودرو سازی، ساخت و ساز و هوا فضا از این نوع برش استفاده می شود.
- برش شیشه:
برای برش انواع شیشه مانند شیشه های سکوریت، شیشه های لمینت و شیشه های شناور از روش واتر جت استفاده می شود. معمولا برای برش دادن آینه، پنجره و شیشه برای دوش این روش استفاده می شود.
- برش کامپوزیت
برش واتر جت می تواند برای برش دادن انواع مختلف مواد کامپوزیتی مانند کربن فایبر، کولار و فایبر گلاس مورد استفاده قرار گیرد. غالبا از این روش برای برش دادن قطعات کامپوزیتی در صنعت خودرو، دریایی و هوافضا استفاده می شود.
- برش سنگ
از این روش برای برش دادن انواع سنگ ها مثل گرانیت، اسلیت، کوارتز و مرمر استفاده می شود. معمولا برای برش مجسمه های سنگی، پیشخوان و کاشی از این نوع برش استفاده خواهد شد.
مزایای برش واتر جت
یکی از مهم ترین مزایای این نوع برش، سرعت زیاد استفاده از واترجت نسبت به لیزر است. موارد بیشتری از مزایای این نوع برش عبارتند از:
- ایجاد برش های پیچیده و مختلف
- در این نوع برش به علت استفاده از آب، آلودگی و گرد و غبار ایجاد نمی شود.
- هزینه نگهداری و کارکرد پایین تری دارد.
- ماهیت این نوع برش سرد است بنابراین اختلالی در مواد برش داده شده مثل ذوب شدن لبه برش در زمان توقف زیاد نازل، تغییر شکل فیزیکی و ایجاد دود سمی در این نوع برش به وجود نمی آید.
- توانایی برش دادن هر ماده ای و محدودیتی در جنس مواد نیست.
- توانایی برش دادن مواد سخت با ضخامت بالا
معایب برش واتر جت
- ایجاد سوراخ هایی با کیفیت پایین
- زمان نسبتا زیاد فرآیند برش
- در برش مواد با ضخامت بالا، دقت آن پایین است.
ایمنی در برش کاری واتر جت
برش واتر جت یک روش کارآمد و ایمن برای برش دادن انواع مواد می باشد، اما مثل هر روش صنعتی دیگری خطرات مخصوص به خودش را دارد. برای مطمئن شدن از ایمنی در زمان کار کردن با دستگاه واتر جت، باید اقدامات احتیاطی کافی را انجام داد. در ادامه مطلب بعضی از خطرات برش کاری واتر جت و نیز اقدامات احتیاطی لازم برای ایمنی در این نوع برش را برای شما ارائه می دهیم.
برخی از خطرات برش واتر جت
- پارگی و برش پوست با فشار زیاد: جت آب با فشار زیاد می تواند به آسانی پوست را برش دهد و موجب آسیب های جدی نیز شود.
- مواد شیمیایی: مواد ساینده و بعضی از مواد برش داده شده می توانند سمی باشند و در صورت تماس یافتن با پوست و یا حتی تنفس آن، خطرناک است.
- پرتاب اشیاء: قطعات مواد برش داده شده و ذرات ساینده می توانند با سرعت زیادی پرتاب شوند و به تجهیزات یا افراد آسیب وارد کنند.
- سر و صدای بالا: در برش کاری واتر جت سر و صدای بسیار بالایی ایجاد می شود که قادر است به شنوایی آسیب برساند.
اقدامات احتیاطی برای ایمنی در برش کاری واتر جت
- استفاده کردن از تجهیزات حفاظتی: استفاده از دستکش ضد برش، چکمه های ایمنی، عینک های ایمنی، ماسک و لباس های محافظ در هنگام برش کاری با واتر جت ضروری است.
- مهارت و آموزش: اپراتورهای دستگاه واترجت باید آموزش های کافی را درباره ی روش کار با این دستگاه و ایمنی آن را داشته باشند.
- محافظت از فضای کار: برای جلوگیری کردن از پرتاب شدن اشیاء و مواد سمی، باید از حفاظ های مناسبی استفاده شود.
- بررسی و نگهداری: دستگاه برش واتر جت باید همیشه به شکل مرتب بازرسی و نگهداری شود تا از خطرات و نقص فنی احتمالی آن جلوگیری شود.
- رعایت داشتن دستورالعمل ها: همه ی دستورالعمل های ایمنی سازنده دستگاه و نیز مقررات و قوانین محلی مرتبط با ایمنی کار با واترجت، باید به دقت رعایت شود.
- در زمان کار کردن با دستگاه واتر جت، از دست خود برای هدایت دستگاه به هیچ وجه استفاده نکنید.
- هنگام کار با دستگاه برش، از صحبت با تلفن همراه یا انجام دادن هر کار دیگر که تمرکز و حواس شما را از کار دور کند، حتما خودداری کنید.
سخن پایانی
برش واترجت (برش با آب) از روش های ماشین کاری به شیوه CNC می باشد که در صنایع مختلفی استفاده می شود. واترجت نوعی فناوری استفاده کردن از جریان پر فشار آب در فرآیند برش کاری است. استفاده کردن از این تکنیک و روش به دلیل مزایای بسیاری مانند هزینه معقول تر و توانایی استفاده برای خیلی از مواد، برای صنایع گوناگونی با سرعت بالایی در حال گسترش می باشد.
سوالات متداول
- چه موادی را می توان توسط برش واتر جت برش داد؟
موادی را که توسط این روش می توان برش داد عبارتند از: انواع مختلفی از شیشه، فلز، سنگ، پلاستیک، کامپوزیت ها و مواد دیگری که سختی های متفاوتی دارند.
- سرعت برش با دستگاه واتر جت چقدر می باشد؟
سرعت برش دادن دستگاه واتر جت با توجه به ضخامت و جنس آن قطعه، بین چند سانتی متر بر ثانیه الی یک سانتی متر در چند ثانیه متغیر است.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!