[워터젯이란?]워터젯 개요 및 구성_(주)티오피에스

[워터젯이란?]워터젯 개요 및 구성_(주)티오피에스

 

안녕하세요~

국내 산업체/기업체들에게 기계,장비,설비 등을 소개해 드리고 있는 다아라 4번가입니다.

오늘은 워터젯에 대해서 알아볼까 합니다.

 

과연 워터젯은 무엇을 말하는 걸까요?

 

워터젯이란???

Aqua Waterjet 혹은 Pure Waterjet은 단순히 Waterjet(WJ) 가공으로 통칭하며 이는 고압펌프를 사용하여 보통의 물을
초고압(200～400MPa 이상)으로 압축한 후 사파이어나 다이아몬드 소재 등의 노즐을 통해 음속의 2～3배 속도로 소재표면에
분사시켜 가공하는 기술

 

Abrasive Waterjet(AWJ)은 고압수를 노즐을 통해 분사한 후 분사된 제트 빔의 측면에서 연삭재를 흡입토록 하여
(Bernoulli의 원리; 속도가 증가하면 압력은 감소하여 연삭재를 흡입) 혼합실에서 혼합한 후 focus tube를 통해 소재표면에
충돌시켜 가공하는 방식임  

 

-현재 순수 Waterjet 은 순수 물로 절단 하는 방식 이며, 주로 식품, 의약, 의류, 목재 등의 부드러운 제품 절단에 사용 된다.

 

-Waterjet에 연삭입자를 첨가함으로써 절단성능을 월등하게 개선한 Abrasive Waterjet 장비가 산업현장에서 널리 활용되고 있는
추세인데, 주로 철, 알루미늄, 스테인리스, 복합소재 등의 두껍고 단단한 소재 절단에 사용 된다.

 

 

 

●Waterjet System 구성

  -Pumps (intensifiers, direct drive); 물을 고압으로 압축하는 기능
  -Plumbing (tubing, swivels, hoses, valves); 고압수를 노즐까지 연결하는 각종 부품
  -Nozzles (round, shaped, fan, rotary, orbiting); 고압수를 고속의 속도에너지로 변환하는 기능으로 고경도 재질이나 사파이어,  다이아몬드를 사용함
  -Catchers (tank catchers, point, slit); 소재 절단 후 여력의 에너지를 흡수하고 배수를 처리하는 기능
  -Manipulators (gantry, articulated arm, etc.); Cutting head부의 거치대
  -Controllers (CNC, PC-based); Cutting head의 운동을 수치 제어하여 절단경로와 형상을 결정하는 역할
  -Fixtures and tooling; Waterjet system의 고정 및 지지 기능
  -Software; 고압수, 운동제어 등의 제어용 프로그램
  -Sensors (pressure, flow rate, height, acoustic); 각종 측정 센서
  -Waste handling (transport, recycling); 고압수, 칩 및 연삭입자의 분리와 재사용(엄밀히 말하면 기능은 아님)

 

 

워터젯 선택 이유

 

●냉간 절단 공정임

  -금속 절단시 열에 의한 변형이 없음
  -불에 타는 재료의 절단이 가능
  -고탄소강과 고합금강의 열처리 효과 방지

 

●절단 소재의 제한이 없음

  -고강도, 내마모강, 난삭재 등의 절단이 가능
  -SUS, Al, Ti, 동합금등 기존의 가스, 플라즈마, 레이저로 절단 불가능한것도 절단이 가능함

 

●비접촉식 절단 방식 

-임의의 형상 절단이 가능   -하나의 툴로 모든 재료 및 형상의 절단이 가능   -절단을 위해 필요한 이송력이 작아 이송방식을 다양하게 변화시킬 수 있음   ●친환경 절단 공정   -가스나 오일이 필요없어 깨끗한 절단 공정임   -스크랩은 재생 또는 재사용이 가능   -물의 비압축성으로 폭발 등의 위험이 없는 안전 공정   ●제조 공정상 이점이 많음   -절단 가능한 두께의 범위가 넓음   -한번에 여러장의 재료를 겹쳐서 절단이 가능   -셋업이 빠름   -기계 가공에 따른 가공응력이 발생하지 않음   -절단 가공면이 깨끗하여 후작업이 필요없음   -절단폭이 좁아 재료 손실이 적음       워터젯 종류

●Waterjet (WJ): 순수한 물만을 절단 매체로 사용하는 방식으로 일반 산업용 제품 절단:
  -가스켓, 스폰지, 플라스틱, 얇은고무, 기저귀(유아, 성인), 생리대, 각종 펄프, 자동차 산업(카펫, 헤드라인, 범퍼, 도어 등), 
   신발산업 및 육류, 생선, 축산물 등 식품 산업 전반까지 널리 사용 됨.

 

●Abrasive Waterjet(AWJ):

  -오리피스 출구부에 연삭입자를 추가하여 절단성능을 개선한 기술로 일반철, 스테인레스, 티타늄, 인코넬, 알루미늄, 유리, 석재, 
   복합소재 등의 일반적 모든 재료를 열변형 과 Bur없이 우수한 정밀성과 친환경적인 절단성 으로 산업계 전반에 폭넓게 사용 됨.
 
  -Abrasive suspension Jet (ASJ); 연삭입자를 물에 미리 혼합하여 노즐을 통해 분사하는 방식
 
  -Water-polymer jet (WPJ); 절단성능 개선을 위해 물에 수용성 폴리머를 혼합한 방식
 
  -Pulsed waterjet (PJ); 수압에 인위적으로 맥동을 부가한 Waterjet 방식
 
  -Cavitating waterjet (CWJ); Waterjet Peening 등 주로 소재표면 개질용 기술

 

●Ice waterjet (IWJ), Cryogenic and Liquefied gas jet (CJ), Abrasive-cryogenic jet(ACJ):

  -분사된 물, 액화 gas 혹은 연삭입자가 혼합된 물입자를 극초저온에서 고체화함으로써 절단성능을 개선하기 위함이나 경제성 및 장치의
   복잡성으로 인해 주로 실험연구용으로 사용하는 방식

 

 

[위자료는 (주)티오피에스업체의 홈페이지 자료 출처입니다.]

 

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