Est-ce que le jet d'eau 5 axes est entièrement mouillé ?

Depuis la conception de la découpe au jet d'eau abrasif, le processus de découpe des matériaux a été utilisé non seulement dans les applications 2D (feuille plate), mais également dans les applications 3D (5 axes). Au cours des 15 dernières années, l'application de 5 axes est revenue au domaine de la découpe de tôles plates au jet d'eau où des entreprises entreprenantes ont promis qu'il fournirait de meilleures vitesses et des tolérances plus élevées dans les pièces plates. Dans cet article exclusif, nous utilisons notre expérience et les expériences de nos utilisateurs pour approfondir les différentes formes de découpe au jet d'eau 5 axes, ce que cela signifie, où cela s'applique, où cela ne s'applique pas et comment vous pouvez déterminer si la découpe 5 axes est fait pour vous.

Qu'est-ce que le jet d'eau 5 axes

Les clients et les professionnels de la vente ont regroupé de nombreuses catégories différentes de découpe au jet d'eau dans la désignation de jet d'eau "5 axes". Décomposons cette catégorie de conceptions pour l'utilisateur en 4 catégories de base de conceptions de machines :

1. Contrôle robotique
2. Type de pont / Grand format
3. Découpe de feuille à plat avec capacité 5 axes ajoutée
4. Découpe de feuilles à plat avec têtes inclinables à compensation de conicité ajoutées

Les 2 premiers types de «jets d'eau à 5 axes» sont axés sur les applications et seront généralement conçus ou configurés pour répondre aux exigences spécifiques des clients. Les 2 dernières sont de loin les options les plus courantes et les plus populaires et ne sont que des adaptations d'une conception de machine existante permettant d'améliorer ou d'améliorer les performances et les capacités d'une machine de découpe de tôles plates par ailleurs typique.

Robotique Contrôlé :
Bien que tous les systèmes soient théoriquement « contrôlés par robotique (CNC) », plusieurs fabricants ont pris un manipulateur/bras robotique « prêt à l'emploi » et y ont attaché une tête de découpe au jet d'eau. Bien que ces systèmes à jet d'eau ne soient qu'un bras robotique avec la tête de découpe au jet d'eau attachée, ils peuvent être très utiles étant donné la bonne application car ils sont très habiles et capables compte tenu de la flexibilité des capacités de mouvement des bras robotiques. Dans les applications difficiles à atteindre et encombrantes, le bras robotique peut être un grand avantage. Cependant, cette approche présente des inconvénients majeurs.

Ces systèmes sont généralement un système de mouvement robotique de type "Teach" qui nécessite beaucoup plus de temps de configuration qu'un système de découpe de tôle plate typique et bien que ces systèmes très flexibles qui peuvent couper des feuilles de matériau plates, leur objectif principal est de découper des contours et des formes uniques en 3 dimensions la plupart du temps. Leur configuration, leurs considérations de sécurité, leur montage et leur programmation peuvent être difficiles et fastidieux, mais cela est facilement compensé par leur flexibilité et leurs capacités uniques si vos applications sont des formes 3D volumineuses et complexes 90 à 100 % du temps de coupe. Pour la plupart des ateliers de découpe de formes à partir de feuilles plates, ces types de systèmes à jet d'eau à 5 axes sont peu maniables, dangereux et difficiles à utiliser.

Ces systèmes se trouvent généralement dans les applications de découpe telles que l'architecture, les œuvres d'art, la production élevée de composants difficiles à usiner et les environnements extrêmes tels que les applications nucléaires.

Type de pont :

Les systèmes de découpe au jet d'eau à 5 axes de type pont sont généralement des machines avec une buse articulée capable de 180+/- degrés de mouvement dans une configuration d'axe A/B montée sur une machine avec un axe Z à grande course permettant une portée et des capacités généreuses. Ces systèmes nécessitent également de nombreuses compétences en matière de fixation, de configuration et de programmation de pièces et ne se prêtent généralement pas bien à la simple découpe de tôles plates 2D, bien que ce soit une application possible dans son éventail de capacités.

Ces systèmes sont les plus utilisés dans des applications telles que l'aérospatiale, la marine et les ateliers de prototypes.

Les types les plus courants de jets d'eau 5 axes trouvés seront les systèmes de découpe de feuilles plates au jet d'eau équipés d'une tête 5 axes en option et la version la plus courante, quoique limitée, la Taper Compensating tête.

Tête de compensation conique

La compensation de réduction a été proposée sous les noms commerciaux de Tilt-A-Jet (Omax Corp) et Dynamic Jet d'eau (Flow Corp). Ces têtes de coupe offrent un angle de mouvement limité et sont conçues pour améliorer les vitesses de coupe de tôles plates. Comme le jet d'eau "traîne" naturellement derrière la position de la buse alors que le jet se fraye un chemin à travers le matériau, ces têtes permet à la buse de s'incliner de quelques degrés seulement pour compenser l'angle naturel créé pendant le processus de jet d'eau à des vitesses plus élevées. Ces accessoires permettent également à la buse de prépositionner le jetstream pour un coin à venir et de compenser ainsi le retard du jet dans les coins afin d'éviter le lessivage des coins, encore une fois à des vitesses de découpe au jet d'eau plus élevées.

Un effet majeur du processus de découpe au jet d'eau doit être pris en considération lors du choix de ce type de têtes de compensation. Bien que le jet d'eau puisse compenser géométriquement la conicité naturelle et le décalage du jet lors de la coupe à grande vitesse, ces technologies d'inclinaison ne peuvent pas modifier l'effet naturel de nervures dans le matériau provoqué par un déplacement trop rapide à travers le matériau. Ces "stries" (voir photo à droite) comme on les appelle, ne peuvent être éliminées qu'en ralentissant le processus de coupe jusqu'à un niveau de finition acceptable, alors que vous pouvez constater que la rectitude ET la finition de la pièce requises éliminent ou réduisent considérablement le besoin de ces pièces jointes. De plus, les systèmes de coupe 2 axes de qualité auront un Accel très développé et décélération contrôles pour les coins permettant au jetstream en retard de se rattraper dans les coins, éliminant ainsi le lessivage des coins, bien qu'à une vitesse d'avance légèrement plus lente.

Avantages :

• Réduit ou élimine la conicité dans les pièces découpées au jet d'eau

• Vitesse accrue tout en maintenant la précision géométrique

Inconvénients

• Complexité de la conception

• Augmentation du temps de configuration requis pour le palpage de pièces

• Maintenance et réparation accrues

• La planéité de la feuille est une exigence.

• Décalage exact de la buse (distance de la buse au matériau) une exigence.

• N'élimine pas les "stries" se produisant à grande vitesse.

• Surface de matériau de sondage requise

Tête 5 axes

Les têtes à 5 axes en option permettent des capacités de coupe supplémentaires sur un système à jet d'eau à feuille plate standard. Celles-ci ont généralement tous les avantages des têtes de compensation de cône décrites ci-dessus, mais ajoutent également la possibilité de couper des cônes complexes. Bien que ces accessoires augmentent la capacité des machines, ils ont un prix, et pas seulement le prix d'achat. La coupe 5 axes nécessite que le contrôle connaisse les dimensions exactes entre la pointe de la buse et la surface des matériaux, tout comme sa cousine la tête de compensation conique, cela se fait via un cycle de palpage qui ajoute de la complexité à la machine et du temps au cycle.

Les acheteurs ont considéré les capacités 5 axes dans le passé pour de nombreuses mauvaises raisons. Bien que ces systèmes vous offrent la possibilité de couper des éléments tels que des chanfreins et des biseaux droits, vous ne devez jamais justifier votre achat, ou utiliser votre machine pour ceux-ci, ou toute fonction qui peut facilement être réalisée sur une opération extérieure, et voici pourquoi ; Votre jet d'eau fonctionne à un coût d'environ 30 à 35 $ par heure - c'est juste le montant qu'il faut pour alimenter la "bête" (grenat, consommables, etc.). Si vous pouvez chanfreiner un trou sur une perceuse à colonne en 30 secondes, votre coût sera beaucoup moins cher que si la tête à jet d'eau articule cet angle sur plusieurs minutes, de même pour les biseaux de préparation de soudure, etc. La règle générale est : Si Vous pouvez couper le jet, faites-le ! C'est juste moins cher.

Avantages du 5 axes

• Capacité à couper des angles aigus de 45 degrés ou plus

• Peut offrir les mêmes avantages supplémentaires que la tête de compensation conique

Inconvénients du 5 axes

• Complexité de conception

• Augmentation du temps de configuration requis pour le palpage de pièces

• Augmentation des coûts de maintenance et de réparation

• La planéité de la feuille est une exigence.

• Décalage exact de la buse (distance de la buse au matériau) une exigence.

• N'élimine pas les "stries" se produisant à grande vitesse.

Donc, la question initiale était; Est-ce que le jet d'eau 5 axes est tout mouillé ?

Si vous avez la bonne application, la découpe au jet d'eau 5 axes peut être extrêmement rentable. Qu'il s'agisse d'un bras robotique, d'un type portique ou même d'un accessoire de tête de coupe à 5 axes, ces applications peuvent être très rentables pour un système de découpe au jet d'eau et un atelier de travail au jet d'eau. Cependant, le Taper Compensating les têtes de type nécessitent un examen plus approfondi et plus approfondi, comme généralement, là où vous avez besoin d'une géométrie droite et bonne, vous avez également besoin d'une finition lisse et précise et la seule façon d'y parvenir est de simplement ralentir la vitesse d'alimentation, ce qui en nature produit droit et des bords propres, rendant ainsi l'argument pour ces têtes de type considérablement moins valide.

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