Máy cắt tia nước là một trong những loại máy cắt gọt kim loại được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong ngành công nghiệp cơ khí. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều người chưa hiểu về loại máy này. Kim khí Việt Đức sẽ giới thiệu chi tiết về loại máy cắt này để mọi người hiểu hơn về nó.
Nội dung
Tìm hiểu máy cắt tia nước là gì?
Máy cắt kim loại bằng tia nước là một thiết bị dùng trong ngành công nghiệp có khả năng cắt các vật liệu kim loại. Nó sử dụng áp suất rất cao của nước để gia công bề mặt vật liệu hoặc nó có thể sử dụng một hỗn hợp của nước và mài mòn chất.
Loại máy này thường được sử dụng trong quá trình chế tạo các bộ phận máy. Đây là phương pháp được ứng dụng để cắt các vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ cao được tạo ra bởi các phương pháp khác.
Máy cắt bằng tia nước được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau như ngành công nghiệp khai thác, tạo hình, khoan lỗ, hàng không vũ trụ,…
Xem thêm: Các loại máy cắt laser kim loại phổ biến nhất hiện nay
Cấu tạo của máy cắt kim loại bằng tia nước
Một máy cắt bằng tia nước bao gồm có 4 bộ phận cơ bản như sau:
- XY Motion table (bộ khung CNC): cơ cấu vận hành điều khiển cánh tay robot.
- Bơm: là bộ phận có nhiệm vụ tạo áp lực lớn cho dòng nước.
- Đầu cắt: là bộ phận dùng để định hướng tia nước bắn ra với đường kính nhỏ nhằm tạo đường cắt đẹp nhất.
- Phần mềm điều khiển: là bộ phận có nhiệm vụ thiết kế và điều khiển máy cắt.
Các bộ phận cơ bản này làm việc theo hệ thống đảm bảo thống nhất và có sự đồng bộ để phát huy được tính năng. Bộ phận bơm tạo áp lực rất cao sẽ yêu cầu đường dẫn nước, hệ thống cắt có khả năng chịu đựng áp lực và độ mài mòn.
1. Bộ khung CNC hay XY Motion table
Cũng giống như các loại máy cắt CNC, thay vì dùng đầu cắt thông thường thì máy cắt này lại sử dụng đầu cắt bằng tia nước. Máy hoạt động và di chuyển theo chiều XY để gia công và thực hiện việc cắt gọt bề mặt chi tiết.
2. Bơm – được ví như trái tim của máy cắt
Áp suất của bơm để nén nước trong thời gian nước thoát ra khỏi ống là rất lớn. Khi áp suất nước đạt 55k psi thì áp suất này chỉ tồn tại trước khi nước thoát ra khỏi ống. Ngoài ra, chúng ta chỉ đề cập tới vấn đề tốc độ nước. Bộ phận này được coi là trái tim của toàn bộ hệ thống máy cắt kim loại bằng tia nước.
3. Đầu cắt của máy cắt tia nước
Đầu cắt sẽ có nhiệm vụ là dẫn hướng cho tia nước bắn ra. Nước từ bơm thông qua ống dẫn di chuyển vào đầu cắt sẽ theo trình tự: => đầu phun => Buồng trộn => Vòi phun.
Dòng nước khi đi xuyên qua đầu phun sẽ có áp suất rất lớn khoảng 60000 psi. Đây là thời điểm áp suất trong máy bơm biến thành năng lượng nên tia nước đi với tốc độ rất lớn. Phần đầu cắt của máy phải chịu áp lực nước cao và độ mài mòn lớn.
Thông thường đầu cắt của máy sẽ phải thay thế sau khi hoạt động được 100h sử dụng với loại thông thường. Còn nếu sử dụng loại vòi kim cương có thể lên tới 2000h mới cần thay. Tuy nhiên, loại đầu cắt kim cương này có giá cao hơn rất nhiều lần so với loại đầu cắt thông thường. Đường kính phổ thông của cắt là 0,1 đến 0,25 mm. Trình điều khiển sai số tự động sẽ tạo ra những sản phẩm chính xác và tốc độ cắt cao.
4. Phần mềm điều khiển của máy
Để vận hành máy cắt bằng tia nước, người ta sẽ không sử dụng một hệ thống CNC thông thường. Mà họ thường sử dụng phần mềm Flow Master, đây là phần mềm được thiết kế, giả lập và vận hành trên máy cắt tia nước của Flow.
Khi sử dụng phần mềm này người dùng sẽ dễ dàng sử dụng và thao tác trên máy. Flow Master chạy trên nền Windows khá quen thuộc với hầu hết người dùng. Fow Master tự động cài đặt các thông số như: gia tốc, tốc độ, đường kính cắt của máy cắt. Tất cả các thông số của máy và bơm sẽ được hiển thị chi tiết trên màn hình giúp người vận hành dễ dàng điều khiển và kiểm soát các hoạt động trong quá trình cắt.
Phần mềm có thể sử dụng các định dạng file khác nhau như: cad (dxf, iges),… Với một cơ sở dữ liệu với chi tiết thông số cho các vật liệu khác nhau. Thì người dùng chỉ cần nhập thông số vật liệu, độ dày,… Sau đó các vấn đề tính toán sẽ do máy tính đảm nhận.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt tia nước
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của máy cắt bằng tia nước là khi hoạt động dòng nước sẽ được chạy thông qua máy bơm có áp lực cao. Máy bơm tăng cường và một máy bơm trục khuỷu là hai loại máy bơm được sử dụng phổ biến hiện nay.
- Máy bơm truyền động trực tiếp, có nhiệm vụ là đưa nước qua ống áp lực cao sử dụng pít tông gắn vào trục khuỷu.
- Một máy bơm tăng cường có nhiệm vụ là tạo ra áp lực bằng cách dùng dầu thủy lực để di chuyển pít – tông đưa nước qua một lỗ nhỏ.
Sau đó, nước sẽ di chuyển dọc theo ống áp lực cao đến vòi phun nước. Trong vòi phun, nước được tập trung thành chùm tia nước bởi một lỗ rất nhỏ. Chùm tia nước này sẽ bị đẩy ngoài từ tác động của vòi phun rồi cắt xuyên qua vật liệu kim loại bằng cách phun tia với tốc độ khoảng 760m/s.
Tham khảo: Máy cắt dây CNC là gì? Đặc điểm, nguyên lý hoạt động
Xem thêm: Nguyên lý hoạt động và ứng dụng của máy cắt laser CNC
Ưu điểm khi sử dụng máy cắt bằng tia nước
Để có thể cắt được các kim loại như: titan, thép, đồng thau, nhôm…thì việc sử dụng công nghệ bằng tia nước là phương pháp cắt tốt nhất so với các loại máy cắt laser và máy cắt plasma.
Dùng loại máy này gia công kim loại có thể cắt được những kim loại dày mà vẫn đảm bảo độ chính cao. Hệ thống phun nước mài mòn cũng ít tốn kém hơn so với cắt laser. Chính vì thế mà nó trở thành lựa chọn cho cắt kim loại và cắt thép trong ngành chế tạo. Công nghệ này là một quá trình cắt lạnh, do đó cũng được ứng dụng để chế tạo ngành ô tô, y tế và hàng không vũ trụ.
Máy cắt bằng tia nước còn sử dụng phụ gia mài mòn để tạo ra vết cắt sạch sẽ tiết kiệm được thời gian và chi phí. Có thể nói đây là một trong những quy trình cắt linh hoạt và đem đến hiệu suất cao:
- Không biến dạng vật liệu do nhiệt
- Không có khói
- Không có hơi độc hại.
- Không thay đổi cấu trúc kim loại
Với những chia sẻ trên đây của chúng tôi thì chắc chắn các bạn đã có những cái nhìn khách quan hơn về dòng máy cắt tia nước này.
