Améliorer la précision et les performances de votre machine de découpe au jet d'eau

Dans la découpe au jet d'eau, la précision est l'une des caractéristiques les plus importantes des pièces produites, mais qu'est-ce qui cause la précision ou, plus important encore, la perte de précision sur un jet d'eau ? Que pouvez-vous faire pour améliorer la précision et, d'ailleurs, les performances globales ? Dans un ancien article intitulé Tout ce que vous devez savoir sur la précision du jet d'eau pour la découpe de précision nous avons examiné les caractéristiques de précision. Dans cet article, nous examinerons quels systèmes et composants sont directement liés à la précision obtenue et verrons comment entretenir ces systèmes essentiels à la précision de la découpe au jet d'eau.

Avec quelques déplacements simples, vous pouvez continuer à faire fonctionner votre usinage avec précision et efficacité, offrant un meilleur rapport qualité-prix et plus de profit pour votre poche.

Composants de machines à jet d'eau

Avant d'aller trop loin sur ce sujet, il est important de comprendre les principaux composants de la machine de découpe au jet d'eau.

Pompe à jet d'eau

La pompe est utilisée pour augmenter la pression de l'eau entrante de 4 à 50 psi provenant d'un robinet mural normal à 40, 50 ou même plus de 90 000 psi. Il existe deux principaux types de pompes disponibles pour la découpe au jet d'eau, Direct Drive et Intensifier Style. Ces deux conceptions ont le même objectif d'augmenter la pression de l'eau. Travaillant avec des plongeurs, des joints et des soupapes à haute pression, ces pompes doivent être entretenues pour fonctionner correctement et pour éviter les pannes anormales.

Tête de découpe au jet d'eau

Un autre composant essentiel de la machine de découpe au jet d'eau est la tête de découpe car c'est ici que l'eau à haute pression est délivrée, dosée et mélangée avec le matériau de grenat abrasif avant d'être distribuée à travers la buse. La tête de coupe contient l'orifice bijou le plus important qui doit être dimensionné spécifiquement pour la puissance de la pompe et la pression à laquelle la machine fonctionne. La tête de coupe contient également le tube de focalisation ou la buse qui dirige le flux mélangé abrasif vers la pièce.

Machine CNC

Bien sûr, tout système de découpe au jet d'eau n'est pas complet sans la machine-outil CNC pour conduire la tête de coupe avec précision et en douceur sur les pièces. Ce système de mouvement doit être précis et pouvoir se positionner et se répéter dans une petite marge d'erreur (+/- 0,015" sur une surface de 6' X 12' dans la plupart des cas). La précision de votre pièce dépend principalement de la précision avec laquelle votre machine-outil positionne la tête de coupe.

Améliorer l'apparence de votre découpe au jet d'eau

Avec une compréhension des composants de base de la machine de découpe au jet d'eau, nous devons maintenant examiner quelques variables de la découpe au jet d'eau qui affectent également la précision et les performances.

Détermination du type de coupe et configuration de la tête de coupe

Heureusement, dans la découpe au jet d'eau, il n'y a pas trop de changements nécessaires à la tête de coupe afin de couper une grande variété de pièces et d'épaisseurs (coupe à l'eau droite de côté). Cependant, vous assurer d'avoir un orifice et un tube de mise au point correctement dimensionnés éliminera de nombreux problèmes de qualité de coupe.

Vitesse de coupe versus qualité de coupe

Les machines à jet d'eau utilisaient la vitesse pour déterminer la qualité de coupe. Comme le procédé au jet d'eau abrasif lui-même est en fait une opération de meulage, plus la vitesse de coupe est lente, plus la matière est meulée et donc plus le bord de coupe est lisse. Cependant, la vitesse doit être utilisée non seulement pour étouffer le bord de la pièce en cas de besoin, mais aussi pour augmenter l'efficacité et la vitesse de coupe lorsque la qualité du bord n'est pas aussi importante. Par exemple, si vous découpiez au jet d'eau plusieurs trous à haute tolérance (de quelques milliers de pouces seulement), vous les couperiez avec un réglage de haute qualité, ce qui ralentirait le mouvement du jet d'eau. Inversement, si vous coupiez un bord qui est ensuite joint par une soudure, la qualité du bord n'est probablement pas pertinente et la vitesse de coupe maximale peut être utilisée.

Savoir comment la vitesse de coupe affecte la qualité de la pièce est un élément très important d'un fonctionnement efficace du jet d'eau. Savoir quand appliquer différentes vitesses de coupe pour maintenir une performance et une précision maximales est la connaissance acquise et appliquée par le propriétaire du jet d'eau.

Comment la pression de la pompe affecte le taux de coupe

La pression de la pompe est un aspect important pour toute machine à jet d'eau, car théoriquement, plus la pression est élevée, plus la coupe est rapide. Cependant, cela ne signifie pas que "plus la pression est élevée, plus la coupe est efficace". La pression du jet d'eau peut augmenter la vitesse de coupe, mais elle le fait à un coût (nous l'avons détaillé dans Qu'est-ce que la pression optimale de coupe au jet d'eau ?) lorsque la pression augmente, 2 effets majeurs se produisent. Le volume de coupe de la première eau est diminué, ce qui aide à faire circuler l'abrasif à travers le matériau. Deuxièmement, les pannes de consommables augmentent, ce qui crée plus de temps d'arrêt et de dépenses de réparation.

Entretien de la pompe

L'entretien de la pompe à jet d'eau est important pour que votre machine fonctionne à des performances optimales tout en maintenant la précision. Comme la pression + le volume + l'abrasif + la vitesse de mouvement =la qualité de coupe souhaitée, une modification de l'un de ces aspects peut affecter considérablement le résultat. Sur les systèmes de pompe à entraînement direct, la pression est contrôlée par le régime du moteur électrique. À mesure que le régime augmente, la pression augmente, mais l'usure des composants internes critiques de la pompe augmente également. Ainsi, la plupart des systèmes de pompes à entraînement direct sont équipés d'un manomètre haute pression visible depuis le poste de conduite. Maintenir une pression correcte en augmentant ou en diminuant le régime des moteurs de la pompe est essentiel pour une pièce de qualité.

Dans les systèmes de pompe à intensification, la pression produite est constante et n'est pas affectée par le régime du moteur, de sorte que la qualité de coupe est plus facile à maintenir. Cependant, sachant que la pression en sortie ET le volume d'eau produit à cette pression sont essentiels pour l'opérateur pour s'assurer qu'il dispose de la bonne combinaison orifice/buse/abrasif.

Pression à grande vitesse, durée de vie de la pompe et précision de coupe

En cas d'ultra haute pression (87KPSI et plus), il y a une diminution notable de la durée de vie de la pompe et des consommables. Bien que le résultat immédiat soit des vitesses de coupe plus rapides, le résultat final est que la pompe doit être maintenue à 2 à 3 fois plus que les pompes fonctionnant dans la plage 50-60KPSI tout en produisant des vitesses de coupe seulement 30 à 50 % plus rapides. La précision de coupe est également affectée par la pression de la pompe, à mesure que la pression diminue, il doit y avoir une quantité égale calculée de réduction de vitesse de la part de l'opérateur pour s'assurer que la qualité de la pièce ne souffre pas.

Configuration de la tête de coupe

Avoir la bonne configuration sur votre tête de coupe peut grandement affecter la précision et les performances.

Configuration variable de la tête de coupe pour différents matériaux

Bien qu'il n'y ait pas trop de variations pour la configuration de la tête de coupe (la tête de coupe est adaptée à la HP, au volume et à la pression de la sortie des pompes), il y en a une importante lors de la coupe avec de l'eau droite (mousse, tapis, carton, caoutchouc, etc.) . Le retrait de la tête de coupe abrasive et le montage d'une configuration à orifice uniquement peuvent grandement améliorer la qualité et l'efficacité de ces matériaux plus tendres. La taille de l'orifice sera considérablement réduite (généralement de 50 %) et en tant que telle, la pompe n'aura besoin de produire qu'à 50 % de manière égale, ce qui rendra le processus de coupe plus efficace.

Dois-je utiliser une ou plusieurs têtes de coupe ?

L'utilisation de plusieurs têtes de découpe sur un système de découpe au jet d'eau dépend de plusieurs facteurs mais peut en soi augmenter l'efficacité sans perte de qualité de 40 % ou plus.

Les facteurs à considérer sont :

• Taille de la pièce :les buses peuvent-elles être suffisamment espacées ?
• HP de la pompe :ma pompe a-t-elle suffisamment de HP pour alimenter plusieurs têtes de coupe ?
• Cohérence des matériaux” Ma pièce bougera-t-elle, se tordra-t-elle ou se soulèvera-t-elle si je coupe avec 2 têtes ?

Connaître la réponse à ces questions peut vous aider à comprendre si l'ajout d'une ou plusieurs têtes de coupe à votre machine améliorera vos performances.

L'orifice et la buse

L'orifice et la buse sont la dernière pinte des systèmes eau/abrasif réunis pour produire un jet précis et de qualité. Ils sont d'une importance cruciale pour assurer à la fois la précision et les performances de votre jet d'eau.

La qualité de l'orifice affecte la qualité de coupe

L'orifice est le bijou durci dimensionné précisément pour la pompe que vous utilisez. Au fil du temps, la surface du bijou peut s'user ou être endommagée par des particules. Un orifice endommagé ou usé permet à trop d'eau de s'écouler et déplace le jet du centre, ajoutant de l'usure à la buse située en dessous. Il est également essentiel de s'assurer que vous disposez de la bonne taille d'orifice pour maintenir l'efficacité, car l'utilisation d'un orifice trop petit signifie que vous limitez la vitesse de sortie de votre machine. Utilisez un orifice trop grand et votre pompe ne peut pas maintenir la pression et votre qualité de coupe en souffre car votre pompe s'arrête en raison d'une course excessive pour tenter d'atteindre la pression.

Les orifices durent normalement environ 40 heures pour les modèles rubis/saphir et 500-100 heures pour les bijoux en diamant.

Quand remplacer les buses

La buse se trouve directement sous l'orifice et est également appelée tube "focus" ou tube "mélangeur" ​​car à travers cette partie, le jet abrasif et à haute pression sont mélangés et concentrés vers votre matériau. Les buses peuvent être facilement endommagées et sont très cassantes car elles sont durcies contre l'usure de l'abrasif. Dans des conditions normales, ces buses s'usent assez uniformément au fil du temps et le trou grossit d'environ 0,001" de diamètre toutes les 10 heures d'utilisation. Au fur et à mesure que le diamètre de la buse augmente, le jet de jet entraîne l'enlèvement de plus de matière que nécessaire de la pièce. Idéalement, les buses doivent être remplacées après 100 heures d'utilisation ET tournées toutes les 10 heures pour assurer une usure uniforme.

Minimiser la consommation d'abrasif

L'un des aspects importants de l'efficacité de la découpe au jet d'eau est de minimiser la quantité d'abrasif introduit dans la tête de découpe. Comme l'abrasif représente environ 70 % du coût de fonctionnement des jets d'eau, il est important d'en utiliser le moins possible tout en maintenant une qualité et une coupe rapide. Utilisez trop d'abrasif et vous le gaspillez inutilement, usez excessivement la chambre de mélange d'abrasif et la buse dans la tête de coupe et remplissez votre réservoir de jets d'eau plus rapidement, ce qui nécessite plus de temps d'arrêt pour le nettoyage. Utilisez trop peu d'abrasif et vous ne couperez probablement pas complètement le matériau ou ne laisserez pas un bord de mauvaise qualité.

L'abrasif est dosé sur chaque machine grâce à un système conçu et choisi par le fabricant de la machine pour fournir un flux précis d'abrasif. Au fil du temps, ces dispositifs de dosage d'abrasif eux-mêmes s'usent et commencent à augmenter, ou à déverser trop d'abrasif dans la chambre de mélange de la tête de coupe. Il est important de connaître les éléments d'usure de votre système de distribution d'abrasif (il peut s'agir de roues ou d'orifices dimensionnés) pour les maintenir bien entretenus. Il est également important de vérifier la sortie de votre système de distribution d'abrasif en la mesurant physiquement avec une tasse et une balance pour un réglage et des performances appropriés.

Éliminer le mouvement des pièces

Un autre aspect important de la précision de la découpe au jet d'eau est l'élimination du mouvement des pièces. Les petites pièces peuvent facilement flotter avec les éclaboussures d'eau. Les pièces plus grandes peuvent être déplacées par la tête de coupe après le basculement d'une pièce. Envisagez de fixer vos pièces à la table ou à l'intérieur d'un dispositif et de tabuler les pièces/gouttes plus petites si nécessaire pour éliminer le mouvement des pièces.

L'utilisation de quelques étapes simples peut vous aider à obtenir une meilleure précision des pièces et à augmenter les performances de votre système de découpe au jet d'eau. Chez Southern Fabricating Machinery Sales, nous connaissons les jets d'eau et la découpe au jet d'eau et pouvons vous aider à sélectionner la machine adaptée à vos besoins et à votre budget. Visitez-nous sur le Web à WWW.SOUTHERNFABSALES.COM ou mieux encore, appelez-nous pour une aide immédiate au 813-444-4555