Explorez l'architecture d'un jet d'eau 5 axes, de la pompe UHP (~550 MPa) à la tête AB, les spécifications de la buse et le système de contrôle pour une découpe de précision.

Comprendre l'architecture centrale d'un jet d'eau CNC est essentiel pour exploiter tout son potentiel. La capacité de la machine à réaliser des chanfreins et des contours complexes dans des matériaux fragiles sans zone affectée par la chaleur (HAZ) repose sur l'intégration précise d'un système ultra-haute pression (UHP), d'une tête de découpe sophistiquée et d'une structure de portique rigide.

La DINOSAW Débiteuse à pont CNC 5 axes jet d'eau intègre une table de découpe à portique (avec des modèles comme 3020 et 4020), une pompe UHP, une tête 5 axes AB, un distributeur automatique de sable et une armoire de commande CNC, offrant un système complet pour la fabrication de précision.

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Principes de découpe jet d'eau 5 axes

Le principe fondamental de la découpe par jet d'eau abrasif est l'érosion du matériau. Le processus commence à la pompe UHP, qui met l'eau sous une pression extrême. Cette eau est ensuite forcée à travers un minuscule orifice (la buse) pour créer un jet supersonique. Pour découper les matériaux durs, un grenat abrasif est aspiré dans ce jet dans un tube de mélange, et la boue résultante sort de la tête de découpe pour éroder précisément la pièce.

Buse (0,05–0,33 mm) & Tube de mélange (ID ~1,02 mm)

La buse, généralement en rubis ou diamant, est un composant clé qui concentre le jet d'eau. DINOSAW indique des diamètres allant de 0,05 mm à 0,33 mm, les orifices plus petits étant utilisés pour les détails fins. Après la buse, l'eau passe dans une chambre de mélange où elle crée un vide qui aspire l'abrasif depuis la ligne d'alimentation. L'eau et l'abrasif se combinent dans le tube de mélange (tube à sable), qui possède un diamètre intérieur typique de 1,02 mm, avant d'atteindre le matériau.

Cinématique tête AB/AC vs 3 axes

Alors qu'une machine 3 axes fonctionne sur les plans X, Y et Z pour le profilage 2D, une machine 5 axes dispose d'une tête articulée AB/AC. Cela permet à la tête de découpe de s'incliner et de pivoter, rendant possible la découpe de formes 3D complexes, de bords chanfreinés et la compensation du biais, qui se produit naturellement dans les matériaux épais. Ceci est essentiel pour des applications telles que la préparation de soudures et la création de bords en onglet sans joint sur les plans de travail.

Vitesses servo (X/Y ~6000 mm/min), course Z ~90 mm

Le mouvement est contrôlé par des servomoteurs haute précision. Le système de portique permet un positionnement rapide, avec des vitesses sur les axes X et Y jusqu'à 6000 mm/min. La course de l'axe Z d'environ 90 mm offre un dégagement suffisant pour différentes épaisseurs et fixations de matériaux, et inclut une fonction d'altimétrie infrarouge pour maintenir une distance constante par rapport à la surface du matériau.

Contrôle de la pompe UHP & tour de refroidissement

Le cœur du système est la pompe intensificatrice UHP, qui peut atteindre une pression nominale de 550 MPa, bien que les pressions de travail habituelles soient de 350 à 390 MPa. Cette pression est générée par un système hydraulique qui actionne un ensemble de pistons. Lors du fonctionnement, la température de l'huile peut augmenter, affectant la durée de vie des joints et les performances. Une tour de refroidissement est intégrée pour maintenir une température d'huile stable, prolongeant la durée de vie des composants haute pression et assurant une pression constante.

Intégration HMI/Interverrouillages

L'ensemble du système est géré par un contrôleur CNC avec une interface homme-machine (HMI) intuitive, disponible en chinois et en anglais. Le logiciel automatise les calculs complexes, tels que le temps de découpe, et contrôle des paramètres comme les délais de perçage et les vitesses d'avance. Pour la sécurité et le contrôle du processus, le système comprend plusieurs interverrouillages et est conçu pour être compatible avec les équipements d'automatisation industrielle standards comme les automates (PLC) et les variateurs.

Composants clés et modes de défaillance courants

Joints haute pression

Ce sont des pièces d'usure à l'intérieur de la pompe.

  • Mode de défaillance : L'usure progressive entraîne une chute de pression notable et des fuites d'eau.
  • Prévention : Suivre le calendrier de maintenance préventive et utiliser des kits de joints pour le remplacement.

Buse/Tube de mélange

Le jet abrasif use ces composants au fil du temps.

  • Mode de défaillance : Une buse ou un tube usé produit un jet de découpe diffus, entraînant une mauvaise qualité de bord et une précision réduite.
  • Prévention : Inspection régulière et remplacement en temps voulu.

Ligne d'alimentation en abrasif

L'humidité ou un abrasif irrégulier peut provoquer des blocages.

  • Mode de défaillance : L'obstruction entraîne un flux abrasif instable ou inexistant, empêchant la machine de découper.
  • Prévention : Utiliser un abrasif sec et de haute qualité et vérifier régulièrement la vanne à sable et le système d'alimentation.

Questions fréquentes

Quelle taille de buse est idéale pour découper des dalles frittées ?

Un orifice de buse plus petit (par exemple 0,25 mm) associé à un tube de mélange adapté est souvent privilégié pour les détails fins et une meilleure qualité de bord sur les matériaux fragiles comme la pierre frittée.

Pourquoi l'usure des joints affecte-t-elle la pression de découpe ?

Les joints sont essentiels pour maintenir la pression dans la pompe UHP. Lorsqu'ils s'usent, l'eau peut contourner le joint, entraînant une chute de pression et une baisse d'efficacité de découpe.

Comment connecter les interverrouillages de sécurité à un automate industriel ?

L'armoire de commande de la machine offre des points d'E/S pouvant être câblés à un automate central pour surveiller des états comme l'arrêt d'urgence, le statut de la pompe ou l'ouverture/fermeture des capots, garantissant une intégration sécurisée.

Quand une tête AB/AC est-elle nécessaire ?

Une tête AB/AC est indispensable pour réaliser des bords chanfreinés, compenser le biais sur les pièces épaisses et découper des formes 3D complexes. Pour une découpe 2D simple, une tête 3 axes suffit.

Faut-il améliorer la tour de refroidissement pour un fonctionnement continu ?

Pour les ateliers utilisant la machine sur plusieurs équipes dans un climat chaud, il est recommandé d'améliorer la tour de refroidissement ou de s'assurer qu'elle est correctement dimensionnée afin de maintenir une température optimale de l'huile hydraulique et protéger la pompe.