Phương pháp gia công bằng tia nước có hạt mài

Gia công tia nước có hạt mài

I. Giới thiệu phương pháp gia công bằng tia nước có hạt mài (Abrasive Water Jet Cutting)

1. Khái niệm về gia công tia nước có hạt mài

Gia công bằng tia nước có hạt mài gần giống như nguyên lý hoạt động của gia công bằng tia nước, nhưng được thêm vào các phần tử hạt mài để cho quá trình gia công mạnh hơn, hiệu quả hơn nằm tạo khả năng cắt các vật liệu cứng như thép, thủy tinh, bê-tông hay vật liệu composite,...

2. Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia công tia nước hạt mài:

Khi gia công bằng tia nước có hạt mài thì hạt mài được trộn với nước trong ống trộn trước khi được phun ra ngoài. Vận tốc của dòng nước rất cao sẽ tạo ra vùng chân không và hút hạt mài từ ngoài vào mà không cần bất kỳ một máy nào khác để đưa hạt mài vào. Tia dung dịch này thường được đẩy bằng khí nén nhằm mục đích tăng tốc độ cuẩ dòng chảy. Bề mặt được gia công bằng tia nước có hạt mài không có vết xước trên bề mặt gia công như các phương pháp khác. Mục tiêu chính của vật liệu hạt mài trong dòng tia là cung cấp lực mài mòn để đưa vật liệu hạt mài đến chi tiết gia công để mài mòn, tia nước cùng gia tốc với hạt mài mang cả dòng hạt mài và vật liệu bị mài mòn ra khỏi chi tiết. Bề mặt trước khi gia công phải được tẩy sạch bụi, phoi, dầu nhờn, axit và các tạp chất khác.

Nguyên lý hoạt động gia công bằng tia nước

Quá trình đưa phần tử hạt mài vào trong nước

Trong gia công tia nước có hạt mài ta quan tâm đến vấn đề trộn hạt mài vào tia nước, mỗi một thiết bị có một chức năng khác nhau.

Quá trình trộn hạt mài vào nước đã gia áp

Cơ chế cấp hạt mài dựa vào trọng lượng

Cơ chế cấp hạt mài cưỡng bức bằng khí

3. Thiết bị và dụng cụ khi sử dụng phương pháp gia công tia nước có hạt mài

• Để tăng hiệu quả người ta dùng thêm thùng hạt mài, với hạt mài nhỏ, cứng, sắc, tia nước sau khi ra khỏi bắt đầu cắt sẽ tạo nên tác dụng phá hủy lớn hơn loại tia nước đơn thuần. Loại này có thể gia công trên mặt đất và ở độ sâu trên 1000m.

Thiết bị cấp hạt mài

• Cấp dung dịch hạt mài lên cao và tới bề mặt gia công bằng cơ cấu phun nhờ khí nén. Thiết bị gồm bể chứa 1 có cơ cấu định hướng gồm ống dẫn trung tâm 5 và máng dẫn 6. Khi cơ cấu khuấy 2 quay , dung dịch dựa theo các máng dẫn 6 chảy lên trên và xuống dưới, như vậy nó được trộn đều ( hạt mài với chất lỏng). Tiếp đó dung dịch theo ống dẫn 7 được cấp cho cơ cấu phun 8 rồi tới chi tiết  gia công 10 nhờ khí nén trong ống phun 9 ra khỏi bề mặt gia công , dung dịch chảy xuống phần dưới của thùng chứa 11 rồi trở về bề chứa 1. Thiết bị trên đây được dùng khi cần nâng cao năng suất gia công.

II. Ưu điểm và phạm vi ứng dụng phương pháp gia công bằng tia nước có hạt mài

Công nghệ cắt bằng tia nước có những ưu điểm so với cắt bằng dao kim loại như sau :

• Dao kim loại sau một thời cắt sẽ bị cùn, nhưng tia nước thì luôn luôn sắc.
• Dao kim loại cần phải luôn luôn hướng theo phương tiếp tuyến với phương cắt , nhưng tia nước lại không cần định hướng chính xác.
• Dùng dao kim loại rất khó cắt dọc theo các đường cong, đặc biệt là đường cong lõm còn tia nước không phân biệt hình dạng đường bao.
• Miệng cắt tia nước rất mảnh, do đó có thể tiết kiệm được vật liệu.
• Trong vùng cắt tỏa nhiệt ít, do đó không làm biến dạng vật liệu gia công. Gia công được những vật liệu rất mềm nhưng có cũng có thể gia công được những vật liệu rất cứng.

Cơ sở của công nghệ gia công bằng tia nước áp lực cao là động lực học của dòng tia mà trong đó áp lực động của tia nước là một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình gia công. Yếu tố này lại bị ảnh hưởng của áp lực của bản thân thiết bị, của khoảng cách từ vòi phun đến bề mặt gia công của kích thước và hình dạng của vòi phun.

Tuy vậy công nghệ gia công bằng tia nước áp lực cao trong lĩnh vực chế tạo máy vẫn còn mới mẻ mà nhiều vấn đề lý thuyết và thực tiễn chưa được giải quyết hoặc giải quyết chưa triệt để.

Bài viết trên tôi đã giới thiệu đến các bạn về phương pháp gia công bằng tia nước có hạt mài. Mong rằng bài viết của tôi đã giúp bạn có thêm nhiều kiến thức về phương pháp gia công này. Chúc bạn thành công!

Tham khảo: Các khóa học lập trình và vận hành máy CNC tại TechK bên dưới nhé!

 ✨ Khóa học MasterCAM 2D - Lập trình gia công phay CNC

✨ Khóa học MasterCAM 3D - Lập trình gia công phay CNC

✨ Khóa học MasterCAM - Lập trình gia công tiện CNC

✨ Khóa học Lập trình và Vận hành máy phay CNC

✨ Khóa học Lập trình và Vận hành máy tiện CNC

TRỊNH TẤN VINH - TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TECHK