どれだけのレベルの精度が必要ですか？
多くの操作は製造工場または機械加工工場のどちらかで行われます。必要な切断精度のレベルについては各々に異なるニーズがあります。一般に機械加工工場は通常、製造工場よりも高い精度を要しますが、機械加工工場の精密チップ作成装置と製造工場の切断、成形、溶接装置の両方を備えている工場もあります。
各種ウォータージェットは精度が異なります。 +/- .005インチから.012インチまでの範囲で、自分の用に最適なものを決める際、システムがどのように使えるか検討することが重要です。
Flow社製のようなウォータージェットシステムが、各種レベルの精度キャパシティーにて利用可能です。
従来型ウォータージェットヘッドとも呼ばれる基本的なウォータージェット切断ヘッドを備えた工作機械は、最大厚さ約3インチ (76.2 mm) までの材料より、+/- 0.010インチから0.015インチ (0.254から0.381 mm) の精密部品を切り出し可能です。これを超えると完成パーツの精度は下がります。従来型ウォータージェットを用いて部品をより厳しい公差で切断することは可能ですが、+/- 0.005インチ (0.127 mm) の公差で切断するには、工作機械の切断速度を最大切断速度の約10-15％にまで引き下げる必要があります。ストリームラグ(水流の遅れ)により引き起こされるコーナーウォッシュアウト、および高速での噴流により作られるV字型の切り口によって引き起こされる部品のテーパーを最小限に抑えるためには、このような低速での操作が必要です。低速での切断でこれらの誤差は減少しますが、操作時間がより長くかかり、コストが上がります。
しかしDynamic Waterjet®を使用すると、切断中にヘッドを傾けることができるため、V字型のテーパーと水流の遅れによるコーナーウォッシュアウトの補正が可能です。これにより、はるかに高速での切断が可能になると同時に、部品の精度が0.010インチ (0.254 mm) から0.002インチ (0.0508 mm) に向上します。 工作機械の位置精度と動的運動特性は、部品の正確度と精度に影響を与えます。Flow社のウォータージェット加工機械は、閉ループ(速度および位置)デジタルドライブおよびモーター、精密運動技術、並びに非常に剛性の高い工作機械設計により、この運動が精度に与える影響を最小限に抑えるように構築されています。
Flow社が提供するほとんどのシステムには、アクティブ・トレランス・コントロールを備えたDynamic Waterjet®が装備してあります。Dynamic Waterjetは、切断速度と切断される材料のタイプに基づき、裏方操作で切断ヘッドの衝突角度を自動的に傾け、水流の遅れとテーパーを補正する特許技術です。その結果、切断速度は2-4倍速くなり、完成部品の精度は+/-1-3,000分の1インチ (+/- 0.03〜0.08 mm) になります。
この技術により、工作機械は非常に高速に動いてテーパーと水流の遅れを形成しますが、ヘッドを最大10度傾けることでこれを自動的に補正します。
ウォータージェットを用いて材料を正確に切断する主な利点は次のとおりです。
製造工場にとって、ウォータージェットは材料利用の利点を数多く提供します。 ウォータージェットはコールドカッティングプロセスであるため、隣接する部品を問題なく簡単に切断できます。 プラズマやオキシアセチレン切断システムでは、二番目の切断の熱で一番目の切断エッジを駄目にしないよう、部品間に1/4-3/4インチ (6.35-19.05 mm) の間隙を残さなければなりません。
材料に対する機械的応力、熱歪み、または熱影響部(HAZ)がないため、通常、二次加工を行う必要がありません。アブレシブウォータージェットは典型的には125 Raのエッジ仕上げを生み出しますが、これは、ファイングリットのサンドブラスターで仕上げたような外観の、サテン仕上げのような滑らかなエッジです。表面仕上げが125 Raよりも良くなくてはならないプロジェクトや、2,000分の1インチよりも厳しい完成部品公差を要するプロジェクト、またポケットフライス盤、ねじ切りや、その他の内部作業が必要なプロジェクトもありますが、そのような場合、多くの機械加工工場では、ウォータージェットを使用して部品を高速で粗くカットし、それをフライス盤で仕上げることで、かなりの時間と材料を節約できます。
ウォータージェットの切り口は薄く、コールドカッティングであるという性質により、プログラマーはネスティングを可能な限り密に最適化することができます。ほとんどのウォータージェットネスティングソフトウェアには、1つのパスが2つの隣接するパーツの切断エッジとして使用される、共通のラインカットを設定する機能が含まれています。ウォータージェットは材料を害したり、熱や応力を加えたり、反らせたりすることがないため、一つのネストを切断した後の残り部分を後で使用することができます。
部品をフライス加工する機械加工工場は、切削工具の大きさが材料の利用に影響を与えることを理解しています。たとえば、ステンレス鋼部品から大量の材料を除去するには、より大きな直径のエンドミルが必要になり、材料の無駄が発生する可能性があります。ウォータージェット切断流は直径0.030インチから0.040インチ (0.762 mm-1.016 mm) であるため、材料の無駄はほとんど出ません。これは時に、同じ原材料からより多くの部品を作成できることにもなります。
Dynamic Waterjet®技術を組み込んだ高度な機械は、フライス盤で複数のパスを実行するよりもはるかに高速に、最大3インチの厚さから数千分の1インチの精度で部品を製造できます。固形のスクラップはチップ状の金属スクラップの2倍から10倍の価値があります。
Article by: Siam Anankit Co., Ltd. & MEGA Tech
Reference : https://www.siamanankit.com/