Cơ Chế Cắt Kim Loại Bằng Phương Pháp Cắt Tia Nước

Phương pháp cắt tia nước không chỉ được sử dụng để gia công cắt kim loại mà còn có khả năng sử dụng để cắt các vật chất khác như: thủy tinh, bê tông hay vật liệu composite,gốm, đá… nên tính ứng dụng của nó không giới hạn ở một lĩnh vực cơ khí nhất định. Tuy nhiên, đặc điểm của phương pháp cắt tia nước này chỉ dành cho những vật liệu có thành mỏng, bề dày không quá lớn. Chính vì thế, cắt tia nước thường dành cho gia công cắt kim loại tấm.

Cơ chế cắt kim loại bằng phương pháp cắt tia nước

Cắt tia nước trên kim loại tấm là phương pháp gia công sử dụng tia nước (có chứa chất phụ gia: hạt mài) công nghiệp tác động vào vùng chi tiết cần gia công, quá trình được tiến hành liên tục và dần dần tạo thành chi tiết gia công.

Nước ở áp lực 4000 bar được đưa đến đầu cắt bằng ống cao áp hoặc vòi. Tại đây, nước áp suất cao chảy qua một lỗ với đường kính điển hình từ 0,005 inch - 0,020 inch. Lỗ này được làm bằng kim cương hoặc sapphire, để chống lại sự mài mòn của nước áp lực cao. Các lỗ hổng xác định và tạo ra các dòng nước ứng dụng để cắt qua vật liệu cứng.

Loại nước sử dụng cho cắt gọt kim loại không phải là loại nước khoáng thộng thường mà đó là loại nước có chứa chất mài mòn garnet nghiền nát.

Lưu ý, trên phôi phải có lỗ mồi trước đó để đánh dấu điểm gia công. Tia nước có bề dày 0,1 mm đến 0,5 mm cắt vật liệu từ một lỗ mồi được tạo trước trong phôi.

Tốc độ cắt bằng tia nước tùy thuộc vào độ cứng của từng loại vật liệu. Ví dụ: với nhôm tấm tốc độ cắt nhanh hơn nhiều so với thép không gỉ dạng tấm. Vậy nên, ứng với mỗi vật liệu sẽ được điều chỉnh tốc độ cắt phù hợp để có đường được cắt mịn và không bị bavia.

Phương pháp cắt bằng tia nước hầu hết được thực hiện trên thiết bị điều khiển bằng kỹ thuật số (NC).

Ứng dụng lợi ích và hạn chế cắt tia nước đối với gia công kim loại

Ưu điểm của phương pháp cắt tia nước

• Cắt bằng tia nước cho phép quá trình cắt không gây nên ảnh hưởng biến dạng bề mặt cong vênh do áp lực cắt lớn hoặc xám đen bề mặt do nhiệt độ cao.
• Thích hợp cho cắt gọt các loại vật liệu tạo ra nhiều muội (bụi kim loại, bụi thủy tinh, bụi đá,…). Và điều đó sẽ đảm bảo cho môi trường không khí trong lành hơn không chịu ảnh hưởng lớn bởi bụi mịn, độc hại cho sức khỏe.
• Ứng dụng cắt đa dạng đối với các vật liệu: kim loại (nhôm, thép không gỉ, đồng), thủy tinh, đá hay gỗ,… là phương pháp gia công cắt gọt thích hợp từ vật liệu mềm đến vật liệu cứng.
• Miệng cắt của tia nước rất mảnh nên khá tiết kiệm vật liệu gia công. Đồng thời, không tốn kém công cụ gia công như phương pháp có sử dụng dao.

Hạn chế của phương pháp cắt tia nước

Bên cạnh những ưu điểm, phương pháp cắt bằng tia nước vẫn có nhiều điểm hạn chế khi tiến hành gia công trên kim loại tấm nói riêng và trên toàn thể các vật liệu nói chung.

• Chỉ áp dụng khi các phương pháp cắt gọt bằng nhiệt không thích hợp
• Tiếng ồn do cắt bằng tia nước tạo ra rất lớn
• Không sử dụng để cắt những vật liệu dày cần cắt ở độ sâu lớn vì điều đó dễ làm cho đường cắt không chính xác. Và nếu có được sử dụng để cắt ở độ sâu nhất định thì chắc chắn đường cắt đó không yêu cầu độ chính xác và nó không quá quan trọng về kỹ thuật.
• Về mặt chất lượng chính xác của cắt bằng tia nước có phần hạn chế hơn so với cắt bằng tia Plasma hay tia Laser. Kém hiệu quả hơn cả về mặt tốc độ cắt.

Trong gia công kim loại tấm, cắt bằng tia nước vẫn được ứng dụng thế nhưng mức độ ứng dụng của nó không rộng rải bằng cắt laser CNC.

Những hạn chế của cắt tia nước đối với kim loại được khắc phục bằng phương pháp cắt laser CNC một cách hiệu quả nhất.

Tại Smart Việt Nam, ứng dụng cắt gọt kim loại tấm trình độ cao bằng phương pháp cắt laser CNC mang đến những tối ưu về mặt chất lượng sản xuất cũng như hiệu quả kinh tế thiết thực.

Đối với gia công kim loại tấm cần thiết ứng dụng phương pháp cắt laser CNC thay cho phương pháp cắt gọt bằng tia nước nhằm mục đích nâng cao chất lượng và sản lượng.