หัวตัดเครื่องวอเตอร์เจ็ท (Waterjet Cutting)

หัวตัดระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท (Abrasive Waterjet Cutting)
ภายในระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท (Abrasive Waterjet Cutting) ทุกตัว จะเป็นระบบเพียร์ว วอเตอร์เจ็ท (Pure Waterjet Cutting) ด้วย หัวขัดถูกติดตั้งเพิ่มเติมขึ้น หลังจากสร้างกระแสน้ำ แรงดันบริสุทธิ์ขึ้นแล้ว จากนั้น อนุภาคสารกัดกร่อน จะเร่งความเร็วคล้ายกับกระสุนปืน ลงไปยังท่อผสม

Abrasive Waterjet Cutting

สารกัดกร่อนที่ใช้ในงานตัดระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท (Abrasive Waterjet Cutting) คือเม็ดทรายแข็งซึ่งถูกคัดสรรและเลือกขนาดมาโดยเฉพาะ สารกัดกร่อนที่ใช้กันทั่วไปคือโกเมน โกเมนมีความแข็ง หยาบ และราคาไม่แพง เช่นเดียวกับกระดาษทรายสีชมพูที่หาได้ใน ร้านขายอุปกรณ์เครื่องโลหะ ขนาดของโกเมน แต่ละขนาดมีเพื่อการใช้งานที่แตกต่างกันไปดังนี้:

- 120 Mesh – ให้สำหรับพื้นผิวอ่อนนุ่ม

- 80 Mesh – ใช้สำหรับงานตัดทั่วไป

- 50 Mesh – ตัดได้เร็วกว่าขนาด 80 Mesh เล็กน้อย และให้พื้นผิวที่หยาบเล็กน้อย

ท่อผสมทำหน้าที่คล้ายเป็นลำกล้องปืนไรเฟิลเพื่อที่จะเพิ่มอัตราเร่งอนุภาคสารกัดกร่อน ซึ่งมีอยู่หลายขนาด และอายุการใช้งานที่แตกต่างกันไป ท่อผสมมีขนาดยาวประมาณ 3 นิ้ว เส้นผ่าศูนย์กลาง ¼ นิ้ว และมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในอยู่ที่ระหว่าง 0.020 ถึง 0.060 นิ้ว ซึ่งขนาดที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือขนาด 0.040 นิ้ว.



แม้ว่าเครื่องตัดระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท (Abrasive Waterjet Cutting) จะใช้งานได้ง่ายและ “ทนทาน” ท่อผสมก็ยังจำเป็นต้องได้รับ การเอาใจใส่ในการใช้งาน ความล้ำหน้าทางเทคโนโลยีในระบบวอเตอร์เจ็ท คือการคิดประดิษฐ์ท่อผสมที่มีอายุการใช้งาน ที่ยืนยาวอย่างแท้จริง แต่น่าเสียดายที่ท่อดังกล่าวเปราะบางยิ่งกว่าท่อทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีใช้อยู่ก่อนหน้านี้ หากว่าหัวตัดมาสัมผัสกับปากหนีบยึดวัตถุ เครื่องถ่วง หรือวัสดุที่เล็กเพื่อตัดแล้ว อาจทำให้ท่อแตกได้ ท่อที่แตกจะไม่สามารถนำไปซ่อมแซมใช้ได้อีก ระบบอันทันสมัยที่สุดในทุกวันนี้ได้รวมเอาเครื่องตรวจจับการชนกัน เพื่อยืดเวลาของท่อผสมสำรองไว้ได้อีก

หัวตัดเครื่องวอเตอร์เจ็ท (Waterjet Cutting)

หัวตัดระบบ เพียร์ว วอเตอร์เจ็ท (Pure Waterjet Cutting)
ขั้นตอนระบบวอเตอร์เจ็ทพื้นฐาน (Waterjet Cutting System) เป็นระบบที่เกี่ยวเนื่องกับการไหลของน้ำจากเครื่องสูบน้ำ ผ่านไปยังระบบท่อ และไหลออกไปยังหัวตัด

CNC Waterjet cutting machine

การตัดระบบวอเตอร์เจ็ทขั้นตอนการตัดวัสดุ สามารถเรียกได้ว่าเป็นขั้นตอนการกัดเซาะซึ่งมีความเร็วกว่าเสียง ขั้นตอนดังกล่าวมิได้เกี่ยวกับแรงดัน แต่เป็นอัตราความเร็วของกระแสน้ำที่ฉีกเอาชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กมาก หรือเล็กจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในวัสดุที่ตัดออกมา แรงดันและอัตราความเร็วเป็นรูปแบบของพลังงานที่ แตกต่างกันอย่างชัดเจน 2 ชนิด แต่แรงดันน้ำของเครื่องสูบน้ำเปลี่ยนแปลงพลังงานไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง หรืออัตราเร็วของน้ำได้อย่างไร? คำตอบอยู่ที่รู้น้ำผ่านอัญมณีขนาดเล็ก อัญมณีถูกต่อเข้ากับตอนปลายของท่อปล่อยน้ำ ซึ่งอัญมณีจะมีรูเล็ก ๆ อยู่ น้ำที่ถูกอัดอากาศภายในไหลผ่านท่อเล็ก ๆ นี้และเปลี่ยนแรงดันเป็นความเร็ว ซึ่งแรงดันประมาณ 40,000 psi จะทำให้กระแสน้ำที่ไหลผ่านออกจากปากท่อเคลื่อนที่ที่ความเร็ว 2 มัค (Mach) และแรงดันที่ 60,000 psi ความเร็วจะเพิ่มขึ้นสูงกว่า 3 มัค

เส้นผ่าศูนย์กลางของปากท่อระบบเพียร์ว วอเตอร์เจ็ท (Pure Waterjet Cutting)มีตั้งแต่ 0.004 ถึง 0.010 นิ้ว สำหรับการตัดแบบทั่ว ๆ ไป แต่สำหรับการตัดบนวัสดุคอนกรีตที่มีปลายกระบอกฉีดแบบเคลื่อนไหวไปมาได้อยู่บนหัวลาก โดยส่วนใหญ่จะใช้ปากท่อรูเดียว ขนาดใหญ่ถึง 1/10 นิ้ว

วัสดุของปากท่อทั่ว ๆ ไปจะมี 3 ประเภท (ไพลิน ทับทิม และเพชร) แต่ละประเภทมีคุณสมบัตการใช้งานที่แตกต่างกันไป ไพลินเป็นวัสดุที่ใช้มากที่สุดในปัจจุบัน ไพลินเป็นอัญมณีสังเคราะห์ที่มีลักษณะใส ถูกเลือกเฟ้นมาเพื่อใช้ผลิตรูผ่านน้ำโดยเฉพาะ โดยมีคุณสมบัติให้กระแสน้ำไหลผ่านได้ดีและมีอายุการใช้งานที่ยืนยาว และมีคุณภาพน้ำที่ดี สามารถใช้ในงานตัดได้ประมาณ 50 ถึง 100 ชั่วโมง แต่ในการนำไปใช้กับงานตัดระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท ไพลินจะมีอายุการใช้งานเพียงครึ่งหนึ่ง ของระบบเพียร์ว วอเตอร์เจ็ท ไพลินมีราคาตั้งแต่ 15 ถึง 30 เหรียญ
ทับทิมสามารถนำไปใช้กับระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ทได้เช่นกัน มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับใช้งานในระบบแอบราซีฟวอเตอร์เจ็ท แต่ไม่เหมาะกับการตัดด้วยระบบเพียร์ว วอเตอร์เจ็ท ซึ่งค่าใช้จ่ายของทับทิมอยู่ในอัตราเดียวกันกับไพลิน

เพชรมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก (800 to 2,000 ชั่วโมง) แต่มีราคาแพงกว่าถึง 10 ถึง 20 เท่า เพชรมีประโยชน์มากโดยเฉพาะงานที่ต้องการความต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน อีกทั้งเพชรไม่เหมือนกับวัสดุปากท่อ ประเภทอื่น ๆ ซึ่งในบางครั้งสามารถนำมาทำความสะอาดด้วยวิธีการใช้คลื่นความถี่เหนือเสียงและนำกลับมาใช้ใหม่ได้