Trong gia công cơ khí, công nghệ cắt tia nước được sử dụng để cắt nhiều loại vật liệu mà không tạo vùng ảnh hưởng nhiệt lớn như các phương pháp cắt nhiệt. Khi kết hợp với hệ thống CNC, quá trình cắt có thể thực hiện theo biên dạng lập trình sẵn, phù hợp với nhiều yêu cầu gia công chính xác.
Trong bài viết này, hãy cùng CNC Ánh Kim đi tìm hiểu sâu hơn về máy cắt tia nước CNC hiện đại, từ đó giúp người đọc có cái nhìn tổng quan và dễ dàng đánh giá mức độ phù hợp của phương pháp này trong gia công cơ khí.
Công nghệ cắt tia nước CNC là gì?
Công nghệ cắt tia nước CNC là phương pháp sử dụng dòng nước áp suất cao để cắt vật liệu theo đường chạy được điều khiển bằng CNC.
Đối với vật liệu mềm như inox, cao su, đồng, nhựa máy có thể sử dụng nước tinh khiết. Đối với các vật liệu cứng như thép, nhôm, đá hoặc kính, dòng nước thường được thêm hạt mài nhằm tăng khả năng bóc tách vật liệu.
Điều đặc biệt là phương pháp cắt tia nước bằng máy CNC là không sử dụng nhiệt trực tiếp để làm nóng chảy vật liệu. Nhờ đó, các chi tiết có thể hạn chế tình trạng biến dạng nhiệt, cháy cạnh hoặc thay đổi đặc tính vật liệu tại khu vực cắt. Tuy nhiên chất lượng đường cắt vẫn có thể khác nhau tuỳ vào chiều dày phôi, loại vật liệu, kích thước đầu phun và yêu cầu về độ chính xác.
Nguyên lý hoạt động của máy cắt tia nước CNC hiện đại
Máy cắt tia nước hoạt động bằng cách tạo dòng nước có áp suất cao, sau đó đưa nước qua đầu phun có kích thước nhỏ để hình thành tia nước tốc độ lớn.
Dòng tia tác động trực tiếp lên bề mặt và bóc tách vật liệu theo đường cắt đã được lập trình. Với các vật liệu cứng, hạt mài được đưa vào dòng nước trước khi đi qua đầu cắt tăng khả năng xói mòn
Hệ thống CNC điều khiển chuyển động của đầu cắt theo các trục tạo độ. Nhờ đó, máy có thể thực hiện đường thẳng, đường cong và các biên dạng phức tạp theo bản vẽ kỹ thuật.
Chất lượng đường cắt được quyết định bởi nhiều yếu tố như:
- Áp suất và lưu lượng nước
- Tốc độ di chuyển của đầu cắt
- Lượng hạt mài sử dụng
- Chiều dày và đặc tính vật liệu
- Tình trạng đầu phun
Trong thực tế gia công, nếu tốc độ cắt quá cao, bề mặt cạnh có thể xuất hiện vân cắt rõ hoặc độ nghiêng lớn hơn. Ngược lại, tốc đố cắt thấp sẽ làm tăng thời gian gia công và lượng vật tư tiêu hao.
Hoạt động của máy cắt tia nước CNC
Bước đầu tiên là tạo áp suất với sự trợ giúp của bơm cao áp có thể vượt quá 6.000 bar. Bước thứ hai là chuyển đổi áp suất này thành vận tốc thông qua một lỗ có đường kính nhỏ. Bước cuối cùng (tùy chọn) là thêm garnet, giúp tăng sức mạnh cắt lên 1.000 lần.
Thật thú vị, vòi phun cũng có thể được tích hợp vào thiết bị chuyển động nhiều trục trong đó đầu cắt thường được gắn trên cánh tay robot. Ví dụ, một máy cắt tia nước 5 trục có khả năng cắt các góc nghiêng và đường viền bằng cách kiểm soát góc cắt. Tất nhiên, kết quả như vậy có thể được tạo ra bằng các phương pháp truyền thống như mài góc, nhưng sử dụng tia nước làm giảm đáng kể tiếng ồn được tạo ra trong quá trình, trong số những lợi ích khác.
Ưu điểm và hạn chế của công nghệ cắt tia nước
Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng máy cắt tia nước CNC là nó có khả năng cắt vật liệu mà không can thiệp vào cấu trúc vốn có của chúng, và điều này chủ yếu là do không có vùng chịu ảnh hưởng nhiệt (HAZ). Tính năng này giúp cắt kim loại dễ dàng hơn mà không làm thay đổi tính chất bên trong của chúng và rất hữu ích khi vật liệu được cắt nhạy cảm với nhiệt độ cao liên quan đến các phương pháp cắt khác.
Lợi ích của máy cắt tia nước:
- Có thể cắt hình dạng phức tạp
- Có thể cắt vật liệu không đồng nhất
- Cắt các vật liệu cứng như thép không gỉ và thép cứng
- Giúp cắt chính xác cao
- Không bụi, không mùi và không sinh nhiệt
Nhược điểm:
- Thời gian cắt dài hơn so với hệ thống cắt truyền thống
- Quá trình tốn kém, nằm ngoài tầm với của các công ty nhỏ
- Không hiệu quả để cắt các vật liệu rất dày vì nó sẽ gây ra nhiều vấn đề trong việc duy trì độ chính xác kích thước
Ứng dụng máy cắt tia nước trong cơ khí:
Máy cắt tia nước khá mới và là phương tiện thay thế các quy trình truyền thống như rạch, cắt bánh răng, khoan, phay biên dạng chuốt và cưa trong ngành khai thác ,ô tô và công nghiệp hàng không vũ trụ.
Xu hướng phát triển máy cắt tia nước CNC hiện đại
Các máy cắt tia nước CNC hiện đại đang phát triển theo hướng tăng khả năng tự động hoá, điều khiển chính xác và tối ưu chi phí vận hành.
Một số hệ thống sử dụng đầu cắt nhiều trục để hỗ trợ tạo mặt nghiêng, vát mép hoặc bù sai lệch của dòng tia. Điều này giúp mở rộng khả năng gia công những chi tiết có hình dạng phức tạp.
Phần mềm CAD/CAM được tích hợp sâu hơn, hệ thống có thể hỗ trợ tính toán đường cắt, tốc độ di chuyển và cách bố trí chi tiết trên tấm vật liệu nhằm giảm hao phí phôi từ đó nâng cao độ chính xác, giảm vật tư tiêu hoa và kiểm soát ổn định quá trình cắt.
Bên cạnh đó, khả năng giám sát áp suất, tình trạng đầu phun và các thông số vận hành giúp người sử dụng phát hiện bất thường sớm hơn và chủ động hơn trong việc bảo trì.
Trong dây chuyền sản xuất thực tế, cắt tia nước thường là bước tạo phôi hoặc tạo hình ban đầu. Sau đó, chi tiết có thể tiếp tục được phay, tiện, khoan, doa, hoặc mài để đạt kích thước và chất lượng bề mặt theo yêu cầu bản vẽ.
CNC Ánh Kim cung cấp đa dạng dao phay, mũi khoan, cán dao, mảnh insert và các giải pháp phục vụ gia công CNC. Hãy liên hệ với CNC Ánh Kim để được hỗ trợ lựa chọn dụng cụ phù hợp, hạn chế hao mòn dao và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Tham khảo thêm các dòng dao phay carbide tại:
- Website: cncanhkim.com
- Danh mục sản phẩm: https://cncanhkim.com/danh-muc-san-pham/
- Catalogue: https://cncanhkim.com/download-catalogue/
- Hotline: 0886113609
- Fanpage: fb.com/cncanhkim
Bình luận (2)