CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH KÍNH TẤM
1.3. Các phương pháp tạo hình kính tấm
1.3.2. Phương pháp cắt kính bằng tia nước có hạt mài
1.3.2.1 Giới thiệu chung về phương pháp cắt bằng tia nước và cắt bằng tia nước có hạt mài.
a, Phương pháp cắt bằng tia nước.
Cắt bằng tia nước (Water Jet Cutting-WJC) là một quá trình sử dụng tia nước ở áp suất cao để gia công vật liệu, thích hợp cho việc cắt nhựa, thực phẩm, cao su,
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn vải,…Vết cắt hoặc rãnh có độ rộng xấp xỉ 1mm. Đường kính lỗ nhỏ nhất có thể cắt được là 1,5mm. Phương pháp này còn được gọi là gia công bằng thuỷ động lực học.
b, Phương pháp cắt bằng tia nước có hạt mài.
Phương pháp cắt bằng hạt mài về nguyên lý cơ bản cũng giống như cắt bằng tia nước, tuy nhiên để tăng khả năng cắt các vật liệu cứng và giòn như thủy tinh, vật liệu composite… người ta thêm vào trong nước những hạt mài.
1.3.2.2. Quá trình cắt kính bằng tia nước có hạt mài.
a, Nguyên lý:
Nguyên lý của phương pháp này cũng như gia công tia nước nhưng khác ở chỗ là trong quá trình hình thành tia nước áp suất cao thì cho thêm vào dòng hạt mài. 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. Sau đó nước có trộn hạt mài được dẫn hướng bởi đầu cắt tiếp tục được phun ra ngoài qua ống chuẩn trực. Dưới áp suất cao, mỗi hạt mài đóng vai trò như một lưỡi dao cắt 1 vết hẹp trên bề mặt vật liệu. Việc cấp hạt mài trong quá trình gia công quyết định năng suất gia công.
Đối với gia công tia nước có hạt mài, khi thêm những hạt mài vào tia nước sẽ làm phức tạp quá trình gia công vì phải bổ sung một số thông số và những thông số này phải được điều khiển. Những thông số thêm vào cho quá trình là loại hạt mài, cỡ hạt và tốc độ dòng chảy.
Các loại vật liệu hạt mài thường được sử dụng là Al2O3, SiO2 và garnet, với cỡ hạt khoảng từ 60 đến 100. Lượng hạt mài được thêm vào trong tia nước xấp xỉ khoảng 0,3kg/phút sau khi thoát ra khỏi vòi phun. Đường kính lỗ của vòi phun vào khoảng từ 0,25 ÷ 0,63 mm. So với khi gia công bằng tia nước thì kích cỡ vòi phun lớn hơn một chút để có được tốc độ dòng chảy cao hơn và năng lượng nhiều hơn do bên trong nó có chứa hạt mài.
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn
Hình 1.10.Mô tả quá trình cắt kính bằng tia nước có hạt mài
Áp suất nước trong gia công bằng tia nước có hạt mài giống trong gia công bằng tia nước, thường từ 100 - 400 MPa, tốc độ tia nước từ 400 - 1000m/s. Khoảng cách cho phép thấp, khoảng 0,8 đến 1,6mm, để giảm đến mức tối thiểu sự phân tán của dòng chất lỏng cắt có chứa những hạt mài.
b, Các bộ phận chính của thiết bị.
Các bộ phận chính của một thiết bị gia công tia nước có hạt mài bao gồm - Bộ lọc: làm sạch nước để tăng tuổi thọ hệ thống.
- Bộ tăng áp: tăng áp lực của nước.
- Bộ phận phân phối nước: đường ống, khớp nối và các bộ phận phân phối nước tăng áp.
- Đầu trộn: trộn nước áp lực cao và hạt mài.
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn - Đầu cắt: dẫn hướng tia nước.
- Giàn máy NC: định vị đầu cắt.
- Bộ phận thu gom nước đã phun.
c, Các thông số công nghệ cơ bản của quá trình cắt:
- Áp suất tia nước (20,000 - 60,000 PSI hay 1300 – 4000 bar).
- Đường kính tia nước.
- Tốc độ của dòng tia lên đến 1950 m/ph.
- Độ xa.
- Tốc độ nạp hạt mài.
- Tốc độ cắt từ 25 - ÷ 130mm/ph. Tốc độ cắt càng lớn thì chất lượng bề mặt càng tốt.
d, Khả năng công nghệ:
- Chiều rộng vết cắt điển hình là 0,76mm và có thể lớn hơn.
- Tầm ảnh hưởng của dòng tia lên đến 200mm . Áp suất bắt đầu hạ xuống sau 25mm.
- Độ chính xác phụ thuộc vào loại máy được sử dụng. Loại máy lớn với đầu phun dịch chuyển trên khung đạt độ chính xác ±0,38mm. Các máy cỡ trung có thể độ chính xác ±0,127mm. Các máy hiện đại hiện nay có thể đạt độ độ chính xác
±0,064mm, độ thẳng đạt 0,05mm.
e, Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp.
Ưu điểm:
- Cắt được các tấm kính từ rất mỏng đến rất dày, cỡ 9inches.
- Chất lượng vết cắt rất cao.
- Không gây rung động và không tạo hiệu ứng nhiệt tại vết cắt.
- Có khả năng tự động hóa và người máy hóa rất cao - Thích ứng với hệ thống CAD/CAM.
Luận văn Thạc sỹ: “Thiết kế chế tạo mô hình Máy cắt kính” GVHD: Lê Thanh Sơn - Gia công đạt độ chính xác cao.
- Ít lãng phí chất thải sau gia công.
Nhược điểm:
- Kết cấu máy phức tạp, giá thành cao.
- Khi cắt các tấm kính dày, phần đáy vết cắt thường bị loe.
- Không thích hợp để cắt các loại kính tôi.