Strona główna / Zastosowania

Typowe zastosowania

Spis treści:

A. Najlepsze zastosowania »
B. Zastosowania być może nie idealne, lecz mające szanse powodzenia »
C. Zastosowania ogólnie niewłaściwe »

W czym dobre są abradżety? Jakie są dla nich najlepsze zastosowania? Kiedy nie są zbyt dobre? Niniejszy dokument opisuje, z czym abradżety dobrze sobie radzą oraz z czym sobie nie radzą, aby pomóc Państwu w decyzji, czy są odpowiednie do Waszego zastosowania.

 

A. Najlepsze zastosowania

Materiały i grubość

Najkorzystniejsze jak do tej pory zastosowania ściśle związane są z materiałami takimi jak aluminium, stal narzędziowa, stal nierdzewna, stal miękka i tytan o grubościach do około 1 cala (2.5 cm). Materiały te są szeroko wykorzystywane i występują w wielu zastosowaniach technicznych. Bardzo prosta jest również ich obróbka za pomocą precyzyjnego systemu strumienia z materiałem ściernym sterowanego komputerowo i dodatkowo łatwo jest osiągnąć tolerancje części ±0.005 cala (ok. 0.1 mm) przy bardzo dobrym wykończeniu powierzchni bocznych wycinanego elementu.

Najszybsza jest obróbka przy zastosowaniu OMAX JetMachining Centers dla grubości od 3 / 16 cala (4.7 mm) do 1 cala (25 mm), szybsza niż przez inne obrabiarki . W przypadku grubości powyżej 1 cala (25 mm) szybkość cięcia przy użyciu abradżeta zaczyna trochę się zmniejszać, zaś wykończenie powierzchni i precyzja części wzdłuż dolnej jej krawędzi spadać. Trudniejsze do wycięcia stają się prostopadłe i ostrokątne narożniki dlatego, że wymaga to wolnego tempa przesuwu strumienia i dodatkowo z powodu dużej grubości zaczyna zmniejszać się precyzja w dolnej części cięcia.

Powyżej grubości 2 cali (50 mm) proces cięcia zwalnia i trudniejsza do uzyskania staje się precyzja ok. 0.005 cala (ok. 0.1 mm). Zastosowanie w dyszy wyższej mocy (poprzez wyższe ciśnienie lub stopień przepływu wody) może przyspieszyć proces w przypadku grubszych materiałów, lecz niekoniecznie poprawić precyzję.

Kształty

Abradżet jest w stanie wykonać każdy kształt płaski (dwuwymiarowy) – szybko i dokładnie – z materiału o grubości mniejszej niż 1 cal (25 mm). Jedyne ograniczenie wynika z faktu, że minimalny promień wewnętrzny w narożniku jest równy połowie średnicy strumienia lub około 0.015 cala (0.4 mm) bądź 0.010 cala (0.25 mm) w przypadku dyszy OMAX Mini-Jet.

Skomplikowane części, mające wiele ostrych wewnętrznych narożników, które można wykonać szybko i precyzyjnie w materiale o grubości 1 cala (25 mm), wykonywane są wolniej i mniej precyzyjnie w materiale o grubości 3 cali (75 mm). Tak więc im prostszy kształt i im więcej wymaga łuków oraz długich prostych odcinków, tym grubszy może być materiał, aby operacja cięcia przy użyciu abradżeta pozostawała dalej efektywna i relatywnie tania.

Wielkości produkcji

Jedną z autentycznych zalet systemu oprogramowania OMAX opartego na PC jest bardzo krótki czas wymagany na zaprogramowanie i ustawienie maszyny w celu wykonania części. Część, której zaprogramowanie i ustawienie na pionowym centrum obróbczym zajmuje doświadczonemu programiście i operatorowi cały dzień, wymaga tylko kilku minut na OMAX-ie.

Z tego powodu OMAX jest idealny do części o krótkich cyklach lub części w partiach liczących od jednej do kilkuset sztuk. Ta właściwość jest korzystna również dla warsztatów, które muszą zatrzymywać przedsięwzięcie w połowie aby wykonać pilne zlecenie dla szczególnego klienta. Jest również idealna dla zakładów zajmujących się prototypami i warsztatów naprawczych, które wykonują części według potrzeby, bądź jedną w ramach danego zlecenia.

OMAX szybko radzi sobie ze zmianami z jednej części lub materiału na inne. OMAX można też wykorzystać do długich cykli produkcyjnych, choć w takim przypadku łatwość ustawienia i zaprogramowania to właściwości o mniejszym znaczeniu.

Wykrawanie otworów

Jedną z kluczowych cech abradżetów jest ich zdolność wykrawania otworów, co nie wymaga mechanicznego wiercenia początkowego ani otworu pilotowego. Jednakże są pewne ograniczenia.

OMAX oferuje opcje stacjonarnego , dynamicznego lub przesuwnego ('wiggle') wykrawania otworów . Wynikiem stacjonarnego wykrawania otworów jest okrągły wycięty otwór o średnicy około 0.035 cala (0.9 mm) w większości materiałów do około 1 cala (25mm) grubości. W przypadku twardszych materiałów o grubości ponad 1 cala (25 mm) strumień podczas wykrawania otworów zaczyna odbijać się wstecz na siebie. To może być przyczyną, dla której strumień zaczyna tracić okrągły i prosty kształt. Ponadto, znacznie spowalnia to proces wykrawania otworów.

Bezpośrednie wycięcie otworu w kawałku stali narzędziowej o grubości ponad 2 cale (50 mm) może wymagać długiego czasu gdyż strumień słabnie na skutek własnego odbicia. Wycięcie "przesuwne" eliminuje ryzyko zanikającego strumienia dzięki automatycznym ruchom dyszy w tył i w przód na linii o długości 0.090 cala (2.2 mm). To znacznie przyspiesza proces wykrawania otworów, zaś wynikiem jest linia wycięcia o długości około 0.090 cala (2.2 mm) oraz szerokości 0.040 cala (1 mm). Aby zastosować funkcję wycinania "przesuwnego", wyjściowa linia wprowadzająca, na której ma miejsce wycięcie musi mieć długość przynajmniej 0.100 cala (2.5 mm).

Dynamiczne wykrawanie otworów stosowane jest jako alternatywa do wykrawania przesuwnego w miejscach, w których jest dość przestrzeni do wycinania podczas ruchu dyszy. Ta metoda wycinania może być szybsza niż wycinanie stacjonarne i przesuwne pod warunkiem, że do jej zastosowania jest dostateczna przestrzeń.

Problemem przy wycinaniu może być materiał łamliwy, warstwowy lub zespolony (kompozyt). Gdy strumień początkowo uderza w materiał, udar może powodować pękanie materiału łamliwego, warstwowego lub zespolonego, jak szkło lub kamień; może powodować rozwarstwienie lub rozbicie na części materiału warstwowego lub zespolonego. W przypadku większości materiałów problem ten może wyeliminować wycinanie niskociśnieniowe za pomocą minimalnego ciśnienia wody (czasami nawet tylko 10.000 funtów na cal kwadratowy (69.000 kPa)). Maszyny OMAX są wyposażone w funkcję niskociśnieniowego wycinania otworów, jak również specjalny tryb pracy z materiałami łamliwymi, który spiętrza powoli ciśnienie w celu uniknięcia pęknięć i rozwarstwienia.

Jednak należy wykonać w materiale warstwowym i zespolonym wycięcia próbne aby określić, czy wykrawanie niskociśnieniowe może być rzeczywiście skuteczne w danym zastosowaniu. Niektóre materiały zespolone są bardzo niejednolite – w ich przypadku nie ma gwarancji, że wykrawanie otworów będzie zawsze skuteczne. W takich sytuacjach uzasadnioną alternatywą wykonania niewielkiego otworu jest zastosowanie systemu wiercenia mechanicznego.

Można też wykorzystać Dostawkę z nawiertnicą do automatycznego wiercenia wstępnego otworów. Może ona być przydatna jeżeli materiał nie jest wykrawany tak jak trzeba za pomocą abradżeta.

Zagadnienia dotyczące precyzji części

Nawet najbardziej precyzyjny stół X-Y nie zagwarantuje precyzyjnych części z systemu abradżeta. Problem ten ogólnie rzecz biorąc dotyczy elastycznego charakteru samego strumienia tnącego oraz faktu, że nie zawsze posiada on wyraźnie zdefiniowaną jakość skrawanej krawędzi. Krytyczne znaczenie mają poniższe zagadnienia:

Odchyłka strumienia

W miarę jak strumień przesuwa się przez materiał, dolny odcinek strumienia nie nadąża za odcinkiem górnym. W przypadku prostego cięcia nie stanowi to problemu. Jednak gdy trzeba wykonać narożnik lub łuk, strumień musi zwolnić aby to opóźnienie było pod kontrolą, w przeciwnym razie część zostanie podcięta lub nadcięta.

Odchyłka strumienia to dokładnie rodzaj takiego zjawiska, w celu wyeliminowania którego zaprojektowane jest oprogramowanie OMAX (w oparciu o algorytm komputerowy, który modeluje czynność cięcia przez strumień) i zazwyczaj funkcjonuje to całkiem nieźle. Jednak gdy materiał ma ponad 2 cale (5 cm) grubości, bardzo trudne staje się zrównoważenie wszystkich zachowań strumienia, co uniemożliwia uzyskanie takich samych tolerancji, jakie są możliwe w przypadku cieńszego materiału.

Przecięcie strumieniem a szybkość posuwu

Ogólnie rzecz biorąc, im wolniej dysza przesuwa się przez przecinany materiał, tym szersze cięcie wykonuje. Ten efekt można zignorować w przypadku twardszego i cieńszego materiału (np. stal nierdzewna, pół cala (12 mm)), lecz może przybrać wielkość do 0.005 cala (0.1 mm) lub nawet więcej w przypadku materiału grubszego lub miękkiego.

Ustawienie "wyrównawcze" w oprogramowaniu OMAX ma za zadanie skorygować szerokość cięcia przez strumień. Lecz ponieważ dokonuje go operator i oparte jest o średnią szerokość strumienia, nie uwzględnia w pełni jakichkolwiek niewielkich rozbieżności szerokości cięcia gdy strumień zwalnia na narożach lub przyspiesza w czasie prostych cięć.

Stożek

Stożek jest większy w przypadku bardzo cienkich materiałów, następnie zmniejsza się gdy grubość materiału dochodzi do 1 cala (1.2 cm) i ponownie pogarsza się wraz ze wzrostem grubości. W przypadku bardzo grubych materiałów stożek przyjmuje kształt baryłkowaty, tzn. górna i dolna krawędź może mieć precyzyjne wymiary, lecz w środku odchylenie może być znaczne. Tryb cięcia z jakością o minimalnym stożkowaniu (quality of minimum taper) w oprogramowaniu sterującym OMAX-a pomaga w pewnym stopniu to skorygować i wyeliminować.

Ponadto, twardość materiału ma wpływ na stożek – materiały miękkie charakteryzują się większym stożkiem.

Odległość

Znaczącą przyczyną nadmiernego stożka jest odległość dyszy (to jest odległość pomiędzy końcówką dyszy a ciętym materiałem). Ogólnie rzecz biorąc, im większa odległość, tym większy stożek w przecięciu.

Z drugiej strony, jeżeli odległość jest za mała, dysza może zatykać się podczas pierwszego włączenia (początkowy strumień wody nie ma dostatecznej przestrzeni aby wydostać się z tulejki mieszającej i w związku z tym pchany jest do tulei doprowadzającej granat). Odległość zazwyczaj wynosi około 0.040 cala (1 mm). Jeżeli górna powierzchnia przecinanego materiału jest nieregularna lub krzywa, odległość będzie zmieniać się w miarę jak dysza poruszać się będzie nad tą powierzchnią. Spowoduje to również zmianę stożka i będzie miało pewien wpływ na precyzję wykonania części.

Wszystkie maszyny OMAX zaprojektowano tak, aby powierzchnia robocza i dysza były precyzyjnie równoległe, gdyż umożliwia to uzyskanie bardzo niewielkich odległości. Aby uzyskać możliwie najwyższą precyzję można wstępnie wykroić wszystkie otwory w części przy odległości, która jest najlepsza do wykrawania otworów, a następnie wycinać części z zachowaniem bardzo niewielkiej odległości, która jest odpowiednia pod względem precyzji wycinania krawędzi. Jednak w przypadku większości części wystarczy ustawić odległość na 0.040 cala (1 mm).

Cięcia przerywane

Jeżeli strumień przechodzi przez przecinany materiał, następnie przez materiał znacznie bardziej miękki, wodę lub powietrze, następnie znowu przez materiał przeznaczony na część, cięcie dolne zazwyczaj będzie mniej dokładne i bardziej szorstkie niż cięcie górne.

Proszę na przykład wyobrazić sobie wycinanie w rurach o przekroju prostokątnym. Gdy zasadniczo płaski materiał zostaje złożony jeden na drugim, wszelkie szczeliny pomiędzy materiałem zazwyczaj są niewielkie (rzędu kilku tysięcznych cala), zaś jakość cięcia jest dość jednolita. Lecz gdy luki stają się większe z powodu nierównych powierzchni materiału lub zamierzonych konturów powierzchni (np. pofałdowanie), w warstwach dolnych jakość cięcia może znacząco spaść w porównaniu z warstwami górnymi.

Jakość powierzchni

Jeżeli przecinany materiał ma powierzchnię szorstką lub ukształtowaną wg wzoru, dokładność cięcia może być nieregularna, zwłaszcza w przypadku materiału grubszego. Jest tak dlatego, że efektywna odległość dyszy zmienia się w miarę jak dysza przesuwa się wzdłuż tejże nieregularnej powierzchni.

 

B. Zastosowania być może nie idealne, lecz mające szanse powodzenia

Zasadnicze znaczenie ma świadomość, że ostateczna ocena tego, które zastosowania abradżeta mają sens należy do poszczególnych zakładów obróbczych. Często specjaliści od cięcia abradżetem koncentrują się na czasie produkcji i precyzji wykonania części jako krytycznych elementach jeśli chodzi o określenie, czy dane zastosowanie jest właściwe, czy też nie. Jednak nie zawsze są to niezawodne kryteria decyzyjne. Należy w sposób elastyczny oceniać, jak poniższe kryteria zmieniają potencjalne precyzyjne zastosowanie abradżeta:

• Szybkie ustawianie i programowanie części o krótkich cyklach produkcyjnych

Elastyczność systemu OMAX przy wykonywaniu części o krótkich cyklach i części prototypowych może okazać się znacznie ważniejsza niż fakt, że w przypadku OMAX-a rzeczywisty czas cyklu produkcyjnego jest dłuższy niż w przypadku innego procesu. Zakład obróbczy powinien być świadomy potencjalnej wyższej marży jeśli chodzi o części wycinane w krótkich seriach.

• Brak strefy wpływu ciepła podczas użycia precyzyjnego abradżeta

Konwencjonalne procesy (zwłaszcza laser lub plazma) często wywołują strefę wpływu ciepła, którą należy usunąć innymi środkami. Abradżet jest w stanie wyeliminować konieczność takiej właśnie dodatkowej obróbki , dzięki czemu oszczędza się pieniądze i czas.

• Potrzeba obróbki wtórnej

Czasami przed szeroko zakrojoną konwencjonalną obróbką część musi przejść obróbkę zgrubną. Plazma lub laser do obróbki zgrubnej mogą być szybsze i tańsze, lecz kolejna konwencjonalna obróbka wynikającej ze stopionej krawędzi może okazać się trudna i droga.

• Eliminacja ugięcia pod obciążeniem cieplnym dzięki abradżetowi

Niektóre skomplikowane części podatne są na wypaczenia spowodowane nagrzaniem materiału podczas obróbki. Dzięki abradżetowi nagrzanie nie występuje.

• Niski koszt inwestycji w abradżet w porównaniu z laserem

Jest to prawdą zwłaszcza jeżeli właściciel zakładu aktualnie zleca pracę warsztatowi laserowemu ponieważ nie stać go na własny laser lub nie ma tylu zleceń, aby jego zakup był uzasadniony. System OMAX kosztuje zazwyczaj mniej niż jedna trzecia ceny porównywalnego lasera małej mocy.

• Możliwość dokładnego posadowienia części

Może to mieć bardzo duże znaczenie dla klienta, który pracuje z drogim materiałem, np. tytanem.

 

C. Zastosowania ogólnie niewłaściwe

Pomimo czynników rekompensujących, pewne zastosowania nie są właściwe do obróbki abradżetem:

• Zastosowania o niskich kosztach, gdzie dokładność tak naprawdę nie ma znaczenia

Zastosowania, które obejmują wycinanie nie projektowanych elementów, takich jak grube płyty materiału izolacyjnego. Nie jest przyjęte, aby warsztat obróbczy kupował precyzyjną obrabiarkę do cięcia izolacji.

• Użycie abradżeta jako piły poprzecznej

Za wyjątkiem szczególnych przypadków, bardziej sensowny jest po prostu zakup piły (wyjątki to np. zastosowania wymagające piłowania hartowanej stali narzędziowej lub materiałów egzotycznych, takich jak Inconel®). Prosimy zauważyć, że jeżeli zdecydują się Państwo na okazjonalne zastosowanie abradżeta jako piły, oprogramowanie OMAX Make obejmuje funkcję obcinarki.

• Zastosowania w ciężkiej płycie stalowej, które obecnie są z powodzeniem realizowane za pomocą palnika lub plazmy

Jeżeli precyzja i wpływ ciepła nie są problemem, palniki spawalnicze i plazma to alternatywy szybkie i elastyczne.

• Zastosowania obejmujące cięcie rur okrągłych

Odległość dyszy będzie zmieniać się w miarę przesuwania powierzchni rury, czego wynikiem jest szorstkie cięcie.

• Zastosowania obejmujące cięcie przerywane

Chyba że dolne cięcie nie musi być tak precyzyjne jak górne, lub gdy klienta stać na poświęcenie kawałka materiału w celu wypełnienia szczeliny.

• Zastosowania obejmujące drewno

Ciężko znaleźć coś lepszego niż prosta wyrzynarka, lecz niektóre precyzyjne systemy abradżetów są używane do cięcia drewna, zazwyczaj do specjalnych skomplikowanych kształtów.

• Części, które naprawdę wymagają maszyny 5-osiowej

Jest to rynek dużo bardziej wyspecjalizowany.