¿El chorro de agua de 5 ejes está completamente mojado?

Desde la concepción del corte por chorro de agua abrasivo, el proceso de corte de material se ha utilizado no solo en aplicaciones 2D (hoja plana) sino también en aplicaciones 3D (5 ejes). En los últimos 15 años, la aplicación de 5 ejes ha vuelto al ámbito del corte de láminas planas con chorro de agua, donde las empresas emprendedoras prometieron que proporcionaría mejores velocidades y mayores tolerancias en piezas planas. En este artículo exclusivo, usamos nuestra experiencia y las experiencias de nuestros usuarios para profundizar en las diferentes formas de corte por chorro de agua de 5 ejes, qué significa todo, dónde se aplica, dónde no y cómo puede determinar si el corte de 5 ejes es adecuado para usted.

¿Qué es el chorro de agua de 5 ejes?

Tanto los clientes como los profesionales de ventas han agrupado muchas categorías diferentes de corte por chorro de agua en la designación de chorro de agua de "5 ejes". Dividamos esta categoría de diseños para el usuario en 4 categorías básicas de diseños de máquinas:

1. Control robótico
2. Tipo puente/formato grande
3. Corte de hojas planas con capacidad de 5 ejes agregada
4. Corte de láminas planas con cabezales inclinados compensadores de conicidad añadidos

Los primeros 2 tipos de "chorros de agua de 5 ejes" se basan en la aplicación y, por lo general, se diseñarán o configurarán para cumplir con los requisitos específicos de los clientes. Las 2 últimas son, con mucho, las opciones más comunes y populares y son simplemente adaptaciones en un diseño de máquina existente que ofrece mejorar o mejorar el rendimiento y las capacidades de una máquina cortadora de lámina plana típica.

Control robótico:
Si bien todos los sistemas son teóricamente "controlados por robótica (CNC)", hay varios fabricantes que han tomado un manipulador / brazo robótico "listo para usar" y le han conectado un cabezal de corte por chorro de agua. Aunque estos sistemas de chorro de agua son simplemente un brazo robótico con el cabezal de corte por chorro de agua adjunto, pueden ser muy útiles dada la aplicación correcta, ya que son muy hábiles y capaces dada la flexibilidad de las capacidades de movimiento de los brazos robóticos. En aplicaciones difíciles de alcanzar y engorrosas, el brazo robótico puede ser un gran beneficio. Sin embargo, existen algunos inconvenientes importantes en este enfoque.

Estos sistemas suelen ser un sistema de movimiento robótico de tipo "Teach" que requiere mucho más tiempo de configuración que un sistema típico de corte de láminas planas y, aunque estos sistemas muy flexibles que pueden cortar láminas planas de material, su objetivo principal es cortar contornos y formas únicos en 3 dimensiones la mayor parte del tiempo. Su configuración, consideraciones de seguridad, fijación y programación pueden ser difíciles y engorrosas, sin embargo, eso se soluciona fácilmente con su flexibilidad y habilidades únicas si sus aplicaciones son formas 3D grandes y complejas el 90-100% del tiempo de corte. Para la mayoría de los talleres que cortan formas de láminas planas, este tipo de sistemas de chorro de agua de 5 ejes son difíciles de manejar, inseguros y difíciles de operar.

Estos sistemas generalmente se encuentran en aplicaciones de corte como arquitectura, obras de arte, alta producción de componentes difíciles de mecanizar y entornos extremos como aplicaciones nucleares.

Tipo de puente:

Los sistemas de corte por chorro de agua de 5 ejes tipo puente suelen ser maquinaria con una boquilla articulada capaz de 180+/- grados de movimiento en una configuración de eje A/B montada en una máquina con un eje Z de gran recorrido que permite un alcance y unas capacidades generosos. Estos sistemas también requieren una gran cantidad de habilidades de fijación, configuración y programación de piezas y, en general, no se prestan bien al corte simple de láminas planas en 2D, aunque esa es una aplicación posible dentro de su rango de capacidades.

Estos sistemas se utilizan principalmente en aplicaciones como la industria aeroespacial, marina y talleres de prototipos.

Los tipos más comunes de chorros de agua de 5 ejes que se encuentran son los sistemas de corte de láminas planas de chorro de agua equipados con un cabezal de 5 ejes opcional. y la versión más común, aunque limitada, Taper Compensating cabeza.

Cabeza de compensación cónica

La compensación de conicidad se ha ofrecido bajo los nombres comerciales de Tilt-A-Jet (Omax Corp) y Dynamic Chorro de agua (Flow Corp). Estos cabezales de corte ofrecen un ángulo de movimiento limitado y están diseñados para mejorar las velocidades de corte de hojas planas. Como la corriente de chorro de agua "se arrastra" naturalmente detrás de la posición de la boquilla a medida que la corriente de chorro se abre camino a través del material, estos cabezales permita que la boquilla se incline solo unos pocos grados para compensar el ángulo natural creado durante el proceso de chorro de agua en velocidades más altas Estos accesorios también permiten que la boquilla preposicione el chorro de agua para una próxima esquina y, por lo tanto, compense el chorro que se queda atrás en las esquinas para evitar el lavado de las esquinas, nuevamente a velocidades de corte por chorro de agua más altas.

Se debe tener en cuenta un efecto importante del proceso de corte por chorro de agua al elegir este tipo de cabezales de compensación. Si bien el chorro de agua puede compensar geométricamente el ahusamiento natural y el retardo de la corriente del chorro en el corte a alta velocidad, estas tecnologías de inclinación no pueden cambiar el efecto natural de las nervaduras en el material causadas por moverse demasiado rápido a través del material. Estas “estrías” (ver foto a la derecha), como se les llama, solo se pueden eliminar ralentizando el proceso de corte hasta un nivel de acabado aceptable, mientras que es posible que la rectitud de la pieza Y el acabado requerido eliminen o reduzcan en gran medida la necesidad de estos archivos adjuntos. También los sistemas de corte de 2 ejes de calidad tendrán un Accel muy desarrollado y desacelerar controles para las esquinas que permiten que la corriente en chorro rezagada alcance las esquinas, eliminando así el lavado de las esquinas, aunque a una velocidad de avance ligeramente más lenta.

Beneficios:

• Reduce o elimina la conicidad en piezas cortadas con chorro de agua

• Mayor velocidad manteniendo la precisión geométrica

Desventajas

• Complejidad de diseño

• Mayor tiempo de configuración necesario para el sondeo de piezas

• Mayor mantenimiento y reparación

• La planitud de la hoja es un requisito.

• Compensación exacta de la boquilla (distancia de la boquilla al material) un requisito.

• No elimina las "estrías" que se producen a alta velocidad.

• Superficie del material de sondeo requerida

Cabezal de 5 ejes

Los cabezales opcionales de 5 ejes permiten capacidades de corte adicionales en un sistema de chorro de agua de hoja plana estándar. Por lo general, tienen todos los beneficios de los cabezales compensadores de conicidad descritos anteriormente, pero también agregan la capacidad de cortar conicidades complejas. Si bien estos accesorios aumentan la capacidad de las máquinas, tienen un precio, y no solo el precio de compra. El corte de 5 ejes requiere que el control conozca las dimensiones exactas entre la punta de la boquilla y la superficie del material, al igual que su primo, el cabezal compensador de conicidad, esto se realiza a través de un ciclo de sondeo que agrega complejidad a la máquina y tiempo al ciclo.

Los compradores han considerado las capacidades de 5 ejes en el pasado por muchas de las razones equivocadas. Aunque estos sistemas le brindan la capacidad de cortar características como chaflanes y biseles rectos, nunca debe justificar su compra, o usar su máquina para estos, o cualquier característica que pueda realizarse fácilmente en una operación externa, y he aquí por qué; Su chorro de agua funciona a un costo de alrededor de $30-$35 por hora:esa es la cantidad que se necesita para alimentar a la "bestia" (granate, consumibles, etc.). Si puede achaflanar un orificio en una taladradora en 30 segundos, su costo será mucho más económico que si el cabezal de chorro de agua articule ese ángulo durante varios minutos, lo mismo ocurre con los biseles de preparación de soldadura, etc. La regla general es: Si ¡Puedes cortarlo del jet, hazlo! Simplemente es más barato.

Ventajas de 5 ejes

• Capacidad para cortar ángulos agudos de 45 grados o más

• Puede proporcionar los mismos beneficios adicionales que el cabezal compensador cónico

Contras de 5 ejes

• Complejidad de diseño

• Mayor tiempo de configuración requerido para el sondeo de piezas

• Mayores costos de mantenimiento y reparación

• La planitud de la hoja es un requisito.

• El desplazamiento exacto de la boquilla (distancia de la boquilla al material) es un requisito.

• No elimina las “estrías” que se producen a alta velocidad.

Así que la pregunta original era; ¿El chorro de agua de 5 ejes está completamente húmedo? ?

Si tiene la aplicación adecuada, el corte por chorro de agua de 5 ejes puede ser extremadamente rentable. Ya sea que se trate de un brazo robótico, tipo pórtico o incluso el accesorio de cabezal de corte de 5 ejes, estas aplicaciones pueden ser una verdadera fuente de ingresos para un sistema de corte por chorro de agua y un taller de trabajo por chorro de agua. Sin embargo, la compensación de conicidad Las cabezas tipográficas requieren una revisión más profunda y exhaustiva, ya que, por lo general, donde se necesita una geometría recta y buena, también se necesita un acabado suave y de precisión, y la única forma de lograrlo es reducir la velocidad de avance, lo que produce una geometría recta. y bordes limpios, lo que hace que el argumento a favor de estos cabezales sea considerablemente menos válido.

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