d. Xu hướng phát triển.
2.2.1. Nguyên lý gia công.
Gia công bằng nước còn gọi là cắt bằng tia nước là một quá trình sử dụng tia nước (AWJ) hoặc tia nước có hạt mài (AWJC) ở áp suất cao (2.108 Pa – 4.108 Pa) để gia công vật liệu. Vết cắt hoặc rãnh có độ rộng xấp xỉ 1mm. Đường kính lỗ nhỏ nhất có thể cắt được là 1.5mm.
Chi tiết gia công
Máng hứùng nước Bộ tích trữ Điều khiển Vòi phun Bộ phận tăng áp Thùng cấp nước Bộ trộn và lọc Van tiết lưu
Đầu tiên nước từ thùng cấp nước đi qua bộ lọc và hòa trộn. Sau đó nhờ ống dẫn chất lỏng đi qua bộ khuyếch đại để tăng áp đến đầu phun. Tại đầu phun tia nước được phun ra mạnh hay yếu là nhờ van tiết lưu. Van này được điều khiển bỡi một bộ điều khiển. Tia nước sau khi ra khỏi đầu phun có áp suất rất lớn, nhờ áp suất này mà tạo nên áp lực cắt chi tiết gia công.
Khi khách hàng đưa ra một bản vẽ, nó sẽ được số hoá và vẽ lại bằng phần mềm CAD/CAM. Sau đó bản vẽ được chuyển đổi thành ngôn ngữ mà máy gia công bằng tia nước có thể đọc được qua một chương trình được gọi là gia công nhờ máy tính CAM (Computer Aided Manufacturing).
Máy gia công bằng tia nước có hai thành phần thiết yếu. Bàn XYZ có thể di chuyển đầu cắt trên vật liệu và một máy bơm công suất cao 55.000 psi. Ơû áp suất này, tia nước có thể cắt nhựa, gỗ, vật liệu lót sàn đàn hồi, cao su và các chất tương tự khác.
Đầu cắt là một vòi có kích thước miệng vòi là 6,35mm (1/4”) bằng tinh thể sapphire mà nước có thể đi qua khi chịu một áp lực bằng ba lần vận tốc của âm thanh do máy bơm áp suất cao tạo thành. Sự di chuyển của đầu vòi chịu ảnh hưởng bởi chương trình cài đặt trong máy vi tính (theo bản vẽ của khách hàng).
Gia công bằng tia nước có hạt mài có cấu tạo gần như tương tự cấu trúc gia công bằng tia nước. Phương pháp này dùng tia nước được thêm vào các phần tử hạt mài để cho quá trình gia công mạnh hơn nhằm tạo khả năng cắt các vật liệu cứng hơn như: thép, thủy tinh, bê tông hay vật liệu composite… Dòng tia nước gia công này sẽ không gây ra những hậu quả do áp suất hoặc nhiệt lên các vật mà chúng ta đang gia công. Vì thế phương pháp này được gọi là gia công tia nước có hạt mài (AWJC).
Những phần quan trọng trong hệ thống gia công tia nước có hạt mài là:
- Máy bơm nước áp suất cao: để cung cấp tia nước thuần khiết.
- Buồng trộn: là nơi không khí và hạt mài được hòa trộn và đưa vào ống trộn.
- Oáng trộn: là nơi trộn tia nước và hạt mài thành một hỗn hợp và tăng tốc cho chúng.
Cần lưu ý rằng: vận tốc rất cao của dòng tia khi đi qua lỗ phun sẽ tạo chân không để hút các hạt mài từ ống chứa hạt mài, sau đó, hạt mài sẽ trộn với nước trong ống trộn.
Nước vào ở áp suất cao
Hạt mài đivào
Dòng tia nước có hạt mài được tập trung Oáng chịu mài
mòn
Hình 2.27. Gia công tia nước có hạt mài.
Vòi phun Nước ở tốc độ
Phương pháp gia công tia nước hay tia nước có hạt mài có thể sử dụng thay thế cho các phương pháp gia công tia laser hay tia plasma nếu yêu cầu không có ảnh hưởng nhiệt tại đường cắt vật liệu.