WATERJET kesme teknolojisi
Teknoloji
Sujeti (waterjet) ile kesme yöntemi , kalınlıkları 0,1 mm den 200 mm ye kadar sert veya yumuşak ayrımı olmaksızın , yeryüzündeki tüm malzemeleri 0,1 ila 1,1 mm arasında su veya su-abrasiv karışımı hüzmesi ile kesebilen bir teknolojidir.

Basınç oluşumu:

Sistem , primer ve sekonder olmak üzere iki ayrı kademeden oluşur. Primer kademe ; değişken deplasmanlı basınç duyarlı bir pistonlu hidrolik pompa aracılığıyla oluşturulan max. 200 bar hidrolik yağ basıncından oluşur.Pompanın hemen üzerine yerleştirilmiş NG16
ölçüsünde, H merkez bir yön denetim valfi aracılığıyla çift milli hidrolik silindirin primer kademesinin ,strok sonlarına bağlı olarak sıra ile basınçlandırılması sağlanır. Çift milli silindirin millerinin içerisinde hareket ettiği kılıflar ayni zamanda sekonder kademenin silindirlerini oluşturur.Hidrolik kademenin piston alanı ile çift taraflı piston millerinin kesit alanları arasında 20 kat alan farkı vardır. Dalma tip (plunger) konstrüksiyon esasına göre çalışan yüksek basınç kademesinde oluşan basınç da , bu alan farkı nedeniyle, primer hidrolik kademede oluşturulan 200 bar basıncın 20 katı olan 4000 bar seviyesindedir. Ancak enerjinin korunum kanunları esasına dayalı olarak , Primerden basılan 4000 bar basınçlı kesme suyunun debisi de , primer kademedeki hidrolik yağ debisinin 1/20 si kadar olacaktır.
Su çıkış debisi , pompa tiplerine bağlı olarak 1 lt/dak ile 8,5 lt/dak arasında değişmektedir.

Suyun aşındırma etkisi:

Sistemin sekonder devresinde oluşturulan 4000 bar basınçlı su, Pnömatik uyarılı yüksek basınç iğne valfe (kesme kafası) ulaştırılır.
Kesme kafasının çıkışına yerleştirilen 0,1 ila 0,35 mm gerçek elmas veya endüstriyel elmas(safir) memeye kadar basınç enerjisi şeklinde ulaştırılan su basıncı , suyun elmas memeden fışkırması ile atmosfer basıncına düşer. 4000 bar basınç farkından oluşan su akış hızı 800 m/sn (ses hızının 2,5katı ) mertebesindedir. Yumuşak malzemelerin kesilmesi , memeden fışkıran yalın suyun direk etkisiyle gerçekleşir. Sert malzemelerde ise , hem malzemeye çarpan tanecikerin dinamik etkisini (F= m x a) arttırmak hem de keskin köşeli taneciklerin çarpmasıyla oluşan aşındırmayı arttırmak amacıyla fışkıran suyun içerisine, hassas olarak dozajlanan abrasiv karışımı sağlanır. Suyun aşındırma etkisini kesme gerilmesi şeklinde ifade etmek mümkündür , bu durumda T [daN/cm2]= F [daN] / A [cm2] formulü ile tanımlanan bir proses ortaya çıkarki , buradaki alan fışkıran su huzmesinin alanı , kuvvet ise, çarpan su-abrasiv taneciklerinin dinamik etkisidir. Suyun ilk memeden (su memesi) çıkış aşamasında , çok yüksek hızlı suyun bir karışım odasından (venturi borusu) geçerken oluşturduğu vakum etkisiyle içerisine çektiği abrasiv , su ile karışarak malzeme üzerine fışkırtılır.

Su memesi / Abrasiv borusu :

İlk kademedeki su memesinin çapının yaklaşık 3 katı olan çaptaki ikinci kademe abrasiv borusu olarak adlandırılır . Su ile abrasivin karışım halinde fışkırdığı bu borunun çapı , 0,55mm , 0,76mm , 1,1 mm gibi üç ayrı alternatife sahiptir. Bu durumda , kesilen parçadaki kesim izi kalınlığı ve girilebilen min.radüs çapı da bu ölçülerde olacaktır. Abrasiv borusu çapı arttıkça , malzeme üzerine aktarılan enerji miktarı da artacağından , kesim hızına etkisi hızı arttırma yönünde olacaktır.Kullanılabilecek abrasiv borusunun çap sınırı da kullanılan yüksek basınç pompası debisiyle ilintilidir. Abrasivli kesimde kullanılabilecek Pompa / su memesi / abrasiv memesi ilişkisi aşağıda verilmiştir.

Pompa Gücü Su Debisi lt/dak Su Memesi /
Abrasif Borusu mm Kafa Sayısı
1 15 HP 0,17 / 0,55
2 30 HP 0,17 / 0,55
1 30 HP 0,25 / 0,76
3 50 HP 0,17 / 0,55
2 50 HP 0,25 / 0,76
4 50 HP 0,35 / 1,1
1 100 HP 0,25 / 0,76
2 100 HP 0,35 / 1,1

Kesme Hızları (0,35 / 1,1 mm meme kombinasyonu ile) :

Malzeme Kalınlık (mm) Kesme Hızları (mm/dk)
Yalın su ile kesim
Kauçuk

2
10
20
25.000
10.000
2.000

Plastik
PU

2
5
10
20.000
8.000
3.000

Plastik
PTFE , PVC

2
5
10
6.000
2.000
800

Kontraplak

2
5
10
25.000
4.000
500

Kontraplak

10
100
25.000
5.000

Abrasivli Kesim
Paslanmaz Çelik

10
40
100 (max.)
230
50
5

Titanyum

10
40
100 (max.)
270
55
20

Alüminyum

10
40
120 (max.)
700
140
35

Mermer

10
40
120 (max.)
800
150
40

Cam

10
40
102 (max.)
600
120
33

Waterjet kesme yönteminin kullanım alanları
Yalın Su ile kesilen malzemeler :

- Lastik plastik türevleri .
- Ağaç ve ağaç ürünleri.
- Yer kaplama malzemeleri.
- Süngeri polyurethan, köpük.
- Kumaş, deri – tekstil ürünleri.
- Paspas, halı.
- İzolasyon malzemeleri.
- Conta malzemeleri.
Su-Abrasiv karışımı ile kesilen malzemeler :

- Karbonlu ve paslanmez çelikler .
- Titanyum tungsten alaşımları, tüm sert metaller .
- Aluminyum, bakır, pirinç, kurşun tüm yumuşak metaller .
- Karbon, Kevlan, Lastik kaplı metaller, kopozitle.
- Mermer, Granit, Seramik .
- Kurşungeçirmez, lamine camlar .
- Ve yeryüzündeki tüm malzemeler.

Waterjet teknolojisinin önemli avantajları:

- Soğuk bir proses olması sayesinde , termik nedenlerden kaynaklanabilecek , yanma , damlacık oluşması (erime) , sertleşme şekil değiştirme gibi sorunlar olmayacaktır.
- Laser ile kesilemeyecek farklı yanma veya erime sıcaklıklarına sahip malzeme çiftleri , sandviç malzemeler sujeti ile kesilebilir.
- Malzeme yanması veya erimesi olmadığından , işlem sırasında hiçbir kimyasal kirlilik oluşmaz. Bu avantajı sayesinde ,gaz emme , arıtma , filtrasyon gibi ek yatırıma gerek göstermez.
- Kesim izi aralığının çok dar (max1,1mm) olması sayesinde malzeme kayıpları en aza indirilir.
- Kesici unsur olan sujeti hüzme çapına bağlı olarak , çok dar ve keskin köşelerin işlenmesi (kesilmesi) mümkündür.
- Diğer yöntemlerle kesilemeyecek petek dokulu tüm malzemeler , sujeti ile kesilebilir.
- Kesilme kesitinde , alt veya üst tarafında çapak oluşmaz , böylelikle ek bir taşlama ,düzeltme işlemi gerekmez.
- Erime veya yanma riski olmaması sayesinde çok ince malzemeler kesilebilir.
- Ayni kesme donanımı ile hiçbir değişiklik yapmaksızın , yalnızca kesme hızlarını değiştirmek suretiyle bir malzemeden diğer malzemeye geçilebilir , böylelikle , özellikle fason amaçlı kesimde makine ve donanım ayar zamanları tamamen ortadan kaldırılmış olur.
- Malzeme ile kesme ucu arasındaki toleransın nispeten büyük olması sayesinde özellikle üç boyutlu (hacimsel) kesimlerde , mesafe kontrol hatalarından luşabilecek kesim düzgünsüzlükleri meydana gelmez.