واتر جت چیست و چگونه کار می‌کند؟
برای پاسخ به این سوال که واتر جت چیست و چه کاربردی دارد، باید ابتدا به تعریف این ترکیب اشاره کنیم. واتر جت یا جت آب به معنی خروج پرفشار آب از یک نازل است.
واتر جت چیست و چگونه کار می‌کند؟
احتمالا شما تجربه شستن ماشین یا حیاط منزل با شلنگ را دارید. گذاشتن انگشت شست سر شلنگ برای افزایش فشار خروج آب، ابتدایی‌ترین راه برای استفاده از این پدیده فیزیکی است! اما از واتر جت استفاده‌های متفاوتی می‌کنند که در ادامه مقاله به آن اشاره می‌کنیم.
واتر جت و تمیزکاری
تکنولوژی واتر جت اساس کار کارواش‌های خانگی و صنعتی را تشکیل میدهد. این ابزار به کمک یک پمپ، آب را با فشار زیاد به سمت نازل هدایت کرده و در اختیار کاربر قرار میدهد. میزان فشار آب خروجی از نازل کارواش با پارامتری به نام «بار» محاسبه می‌شود. هرچه این این پارامتر بیشتر باشد، دبی خروجی آب بیشتر خواهد بود.
انواع برش واتر جت کدام هستند؟
روش‌های برشکاری با جت آبی بر اساس نوع واسطه برش به انواع واترجت خالص (برش بدون مواد ساینده) و واترجت ساینده (برش با مواد ساینده) تقسیم می‌شوند. البته در یکی از روش‌های ترکیبی، امکان استفاده از ذرات یخ به عنوان ماده ساینده در فرایند برشکاری فراهم شده است. در ادامه به معرفی اجمالی هر یک از این روش‌ها می‌پردازیم.
برش واتر جت با آب خالص
در برشکاری توسط «واترجت خالص» (Pure Waterjet)، هیچ ماده ساینده‌ای به ترکیب آب اضافه نمی‌شود. به عبارت دیگر، فشار و سرعت آب وظیفه برش مستقیم قطعات در فرایند واترجت را بر عهده دارند. این روش معمولا به منظور برش مواد نرم نظیر پارچه، لاستیک یا فویل‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته کاربرد اصلی واتر جت خالص در فرآوری مواد غذایی است. به علاوه، این روش یکی از روش‌های برش سرد در ماشین‌کاری قطعات است که از ایجاد گرمای موضعی و تغییر شکل نامطلوب در قطعه جلوگیری می‌کند. تنها محدودیت استفاده از آب خالص، عمق و نوع مواد قابل برش است.
برش واتر جت با مواد ساینده
«واترجت ساینده» (Abrasive Waterjet) روشی است که در آن از ترکیب مواد سخت نظیر گارنت با آب پرفشار برای برشکاری استفاده می‌شود. در این روش برخلاف روش واتر جت خالص، ذرات مواد ساینده وظیفه ایجاد برش در قطعه را بر عهده دارند. در واقع آب، به عنوان واسطه‌ای برای افزایش سرعت ذرات ساینده و هدایت آن‌ها به محل برش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واترجت ساینده، افزایش فشار آب، باعث افزایش نرخ برش می‌شود. این روش در ماشین‌کاری مواد سخت یا قطعات دارای ضخامت نسبتا زیاد کاربرد دارد. محدودیت این نوع واترجت، هزینه استفاده از ذرات ساینده، پیچیده بودن سیستم‌های بازیافت این ذرات و اثرات مخرب زیست‌محیطی آن‌ها در صورت عدم بازیافت ذرات است.
برش واتر جت با یخ
واترجت با یخ یا اصطلاحا «آیس جت» (Icejet)، راه حلی برای جلوگیری از هدر رفت مواد در روش واترجت ساینده و بهبود عملکرد برش در واترجت خالص است. در این روش، ذرات یخ به عنوان ماده ساینده در فرایند برشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
استفاده از واتر جت برای برش فولاد سخت و تیتانیوم
استفاده از واتر جت در تمیزکاری و شست‌وشو خلاصه نمی‌شود. مهمترین و پرکاربردترین خاصیت این تکنولوژی، در برش‌های صنعتی است. شاید عجیب باشد که آب بتواند آهن‌های سخت و فولاد را برش دهد. اما فشار خروجی دستگاه واتر جت به قدری زیاد است که حتی تیتانیوم هم نمی‌تواند در مقابلش مقاومت کند.
تکنولوژی استفاده از واتر جت به بیش از یکصد سال پیش بازمی‌گردد. در اولین گام‌ها، از واتر جت در زمینه استخراج معدن، ساخت تونل و سنگ‌شویی و … بهره می‌بردند. از سال ۱۹۶۰ میلادی به بعد از این تکنولوژی برای برش مواد نرم هم استفاده شد. دستگاه‌های صنعتی واتر جت که برای برش‌های دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ قادر هستند آب را با سرعت ۹۰۰ متر بر ثانیه به سمت نازل هدایت کنند.
این ابزار صنعتی و پیشرفته از اجزای زیر تشکیل شده‌است:
سیستم پمپ فشار قوی
نقش پمپ فشار قوی در دستگاه‌های واتر جت، نقشی تعیین کننده‌است. هرچه قدرت این پمپ بیشتر باشد، میزان نفوذ و برش دستگاه افزایش می‌یابد. از پمپ‌های تشدیدکننده هیدرولیکی و پمپ جابه‌جایی مثبت در این ابزار اسفاده می‌کنند.
سری برش چند محوره
سری چند محوره در جایی بالاتر از نازل دستگاه قرار دارد. این قطعه امکان برشکاری در زوایای مختلف را برای واتر جت مهیا می‌کند.
نازل
نازل هدایتگر آب خروجی از دستگاه است. نازل دستگاه رابطه مستفیمی با کیفیت و دقت برش دارد.
مخزن جذب انرژی
این مخزن پر از آب است و وظیفه خنثی سازی انرژی واتر جت بعد از عملیات برشکاری را برعهده دارد. علاوه بر این، این مخزن آب و مواد ساینده استفاده شده را در دوباره به چرخه عملکرد دستگاه برمی‌گرداند.
محفظه مواد ساینده
فشار آب برای برشکاری انواع قطعات کار کافی است. اما برای برشکاری بهتر از برخی مواد ساینده مخلوط در آب استفاده می‌کنند از جمله سیلیکون کارباید، سیلیس و لعل.
سیستم حرکت دو بعدی
این سیستم یک سیستم جابه‌جایی دو بعدی مبتنی بر محورهای X-Y است که به منظور حرکت دقیق نازل تعبیه شده‌است. این سیستم امکان جابجایی بازوی متصل به نازل را در یک محدوده مشخص فراهم می‌کند
واحد کنترل کامپیوتری
تمام فرایند دستگاه واتر جت از کنترل پمپ تا میزان اختلاط مواد ساینده، فشار آب، طرح برش و … توسط واحد کنترل کامپیوتری هدایت می‌شود.
مزایای استفاده واتر جت
استفاده از واتر جت در بسیاری از صنایع از خودروسازی گرفته تا صنایع هوایی کاربرد دارد. این گستردگی به دلیل مزایای این روش برش نسبت به دیگر تکنولوژی‌ها است. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قدرت برش بالا
- دقت برش
- افزایش سرعت کار
- امکان برش‌های متنوع
- هزینه پایین
در این مقاله به سوال واتر جت چیست پاسخ دادیم و کاربرد این محصول را در صنعت و فعالیت‌های خانگی و کارگاهی متذکر شدیم. واتر جت ابزاری کاربردی است که توانسته در صنایع مختلف جای پای خود را باز کند. شناخت اجزای این دستگاه و همچنین طرز کار آن، باعث می‌شود کاربر هنگام کار با آن راحت‌تر باشد.
آدرس برق و صنعت امیری :
تهران، دماوند، جابان، جنب املاک امیری، برق و صنعت امیری
تلفن های برق و صنعت امیری :
۰۹۱۲۲۱۸۲۸۸۴
۰۹۱۰۲۱۸۲۸۸۴