Vesileikkaus on ei-terminen menetelmä
Vesisuihkuleikkaus perustuu joko materiaalin leikkautumiseen sen puristuslujuuden ylittävällä paineella tai materiaalin kuluttamiseen sitä kovemmalla aineella.
Vesisuihkuleikkaus: tekniikkaa
Tarkka. Numeerinen ohjaus ja suhteellisen kapea (0,1...0,8 mm) leikkausrailo mahdollistavat 0,05-0,15 mm:n leikkaustarkkuuden saavuttamisen. Leikkausrailon leveys kompensoidaan työkalukompensoinnilla. Tyypillinen leikkaustarkkuus vesisuihkulla on luokkaa 0,1-0,2 mm ja abrasiivi-vesisuihkuleikkauksella +- 0,2 mm.
Pinnanlaatu. Leikkauspinnan karheus riippuu materiaalista. Joillakin kumimateriaaleilla leikkauspinta muistuttaa veitsellä leikattua. Haurailla aineilla materiaalin lohkeaminen tai murtuminen leikkauspinnassa aiheuttaa leikkauspinnan karhentumista.
Abrasiivileikkauksessa pinta on hiekkapuhalletun näköinen ja leikkauspinnan aaltomaisuus riippuu leikkausnopeudesta. Leikkauspinnassa ei tapahdu lämmöstä eikä palamisesta aiheutuvia muutoksia eikä kemiallisia muutoksia.
Muodonmuutokset. Vesisuihkuleikkaus ei aiheuta materiaalissa yleensä muodonmuutoksia. Kappaleet eivät kuumene, jolloin niihin ei myöskään tule lämpömuodonmuutoksia.
Lämmöntuonti. Vesileikkauksessa leikattava kohta ei lämpene. Abrasiivileikkauksessa kappale saattaa lämmetä hieman, mutta kappale pysyy kylmänä.
Joustava. Vesileikkaus on menetelmä, jolla voidaan tehdä prototyyppisarjojen yksittäiskappaleet ja tuotantosarjojen tuhannet kappaleet. Jos tavoitteena on suursarjavalmistus, voidaan tuote hakea lopulliseen muotoonsa vesisuihkuleikkauksella ennen työkalujen tai muottien valmistusta.
Materiaalivalikoima. Vesileikkauksella on mahdollista leikata lähes mitä tahansa materiaalia.
Ohjelmistot. Kehittyneet ohjelmat mahdollistavat nopean ja luotettavan valmistuksen suoraan suunnittelun CAD-kuvien avulla. Tiedostojen käsittely ei ole rajoite.
Uutuus: vinoja reikiä ja viisteitä
Viiste.
Vesileikkauksella pystymme valmistamaan vinoja leikkauspintoja. Esimerkiksi
erilaisia teriä ja teräaihioita. Joissakin tapauksissa terä
käy sellaisenaan ja usein vinoleikkausta käytetään
loppuhionnan aihiona, jolloin varsinkin kovissa terämateriaaliessa
työläs koneistus jää pois.
Hammasterä.
Vinoleikkaus voi olla kätevä ratkaisu hammastetuissa terissä.
Terän sahalaita voidaan muotoilla vapaasti; vaikkapa jokainen hammas
erilaiseksi. Viistekulma pysyy vakiona.
Leikkauskulma.
Vinous voi vaihdella 10-45 astetta, jopa 70 on mahdollista.
Vinot reiät.
Koneistuksen kannalta vinot reiät ovat hankalia. Pieni vinous onnistuu
poraamallakin kohtuullisesti, mutta mitä pienempi reikä on, sitä
hankalampi se on koneistaa vinoon. Tavallisesti joudutaan koneistamaan
kynnys porauksen aloittamiseksi tai lopettamiseksi.
Esimerkki:
Vesileikkurilla pystymme valmistamaan esim D1,5 mm reikiä
45 asteen kulmassa 8 mm ruostumattomaan levyyn. Kuvassa oleva kappaleessa
sekä ainepaksuus että reiän halkaisija on 8 mm.
Vesileikkaus on taloudellista
Pääsääntöisesti vesisuihkuleikkaus on sitä kannattavampaa asiakkaalle, mitä monimutkaisempi leikattava kappale on. Usein myös pyöreä laippa voi olla tällainen "monimutkainen" kappale.
Jälkityöstö. Parhaimmillaan vesisuihkuleikkaus on sellaisissa materiaaleissa, joissa perinteisillä työtavoilla joudutaan käyttämään suuria työstövaroja, paljon jälkityöstöä, toisistaan poikkeavia työstömenetelmiä tai valmistuksen läpimenoaika on pitkä. Vesileikkauksen ansiosta jälkityön määrä vähenee.
Työvaiheet. Vesisuihkuleikkauksella voidaan korvata useita työvaiheita. Tyypillisesti vesisuihkuleikattava kappale on valmistettu aiemmin plasma- tai polttoleikkaamalla, sahaamalla, poraamalla, jyrsimällä ja hiomalla. Myös leikkaavat tai lävistävät menetelmät ovat usein vaatineet jälkityöstöä.
Koneistus. Koneistusta voidaan korvata tai helpottaa. Vesileikkausta käytettäessä lämpövyöhykettä ei tarvitse huomioida työstövaroihin. Muovitkaan eivät lämpölaajene vesisuihkuleikkauksen aikana. Vaikeasti koneistettavat muodot ja mitoitukset voidaan valmistaa vesisuihkuleikkauksella halutuille työstövaroille loppukoneistusta varten.
Pölyävät ja palaessaan haisevat materiaalit. Työympäristön kannalta palaessaan tai sulaessaan myrkylliset materiaalit sekä sahatessa tai hioessa pölyävät materiaalit ovat helppoja vesileikkaukselle. Materiaali ei kuumene ja vesi sitoo pölyn. Lasi- ja hiilikuitujen pöly on ongelmallinen niin työntekijöille kuin koneillekin koneistus- ja hiontatöissä.
Metallien vesisuihkuleikkaus
Teräkset. Jos tarvitaan tarkkoja ja suhteellisen paksuja esim 8-100 mm paksuisia RST/HST- osia on vesisuihkuleikkaus hyvä ratkaisu. Tällöin vältytään usein koneistustyöltä, jolloin suuretkin kustannussäästöt ovat mahdollisia. Leikkauspinta on luonnollisesti puhdas ja lämpövyöhykettä ei ole.
Ohuilla teräksillä laser on lähes poikkeuksetta parempi niin mustien kuin kirkkaidenkin terästen leikkausmenetelmä.
Muut metallit. Muita vesisuihkulle sopivia metalleja ovat alumiinit, kuparit ja messingit ja titaanit. Täysin kylmä leikkausmenetelmä ei aiheuta lämpöjännityksiä eikä mittamuutoksia leikattuun kappaleeseen.
Titaaneilla ei muodostu koneistusta eikä hitsausta haittaavaa oksidikerrosta vaan osat voidaan yleensä jatkokäsitellä suoraan vesisuihkuleikkauksen jälkeen. Titaaneilla materiaalin säästö (ei lämpövyöhykettä ja pienet koneistusvarat) voi olla ratkaiseva tekijä vesisuihkuleikkauksen käytölle. Paksuusalue esim 1-60 mm.
Muovien ja lasikuitujen vesileikkausta
Vesileikkaus sopii erinomaisesti muoveille. Vedellä leikattaessa ne eivät pala.
Laminoidut materiaalit ja lasikuidut voimme leikata erikoisporayksiköiden avulla ilman vaurioita. Tämä on muille vesileikkauslaitteille tavallisesti mahdotonta. |
 |
Vesi ja abrasiivi |
|
Veteen sekoitetun abrasiivihiekan avulla voidaan leikata miltei mitä materiaalia tahansa:
• normaaleja teräksiä
• ruostumattomia teräksiä
• haponkestäviä teräksiä
• alumiinia
• kuparia
• messinkiä
• kivimateriaaleja
• paljon muuta
|
|
 |
|
|
|
Vesi |
|
Pelkällä vedellä voidaan leikata pehmeitä materiaaleja:
• kumia
• muovia
• pahvia
• paperia
• elintarvikkeita
• orgaanisia materiaaleja |
|
|
|
|
• vedenpaine ennen vesisuutinta on 3000...4000 bar ja vesisuihkun nopeus vesisuuttimen jälkeen on noin 600...900 m/s eli 2...3 Mach
• vesileikkaus toimii hammaspyörien valmistuksessa
• vesisuihkuleikkaus on parhaimmillaan paksujen jaloterästen leikkauksessa: ruostumaton kaivon kansi
• vesileikkausta voidaan myös käyttää levynippujen leikkaamiseen (kuvassa liimattua pe-mattoa) |
