Esiste una netta differenza tra la precisione del pezzo e la precisione con cui una macchina si muove.
Per poter tagliare pezzi perfetti, non è sufficiente acquistare una macchina con precisione pari allo 0,00000000000001 di pollice, con un movimento dinamico perfetto, un controllo della velocità perfetto e una ripetibilità infallibile.
Ciò significa però che spenderete un sacco di soldi per una macchina super precisa. La precisione dei pezzi finiti è una combinazione di errore di processo (il getto d'acqua) + errore della macchina (la prestazione XY) + stabilità del pezzo da lavorare (struttura, planarità, stabilità alla temperatura).
La sezione seguente descrive gli errori del pezzo che possono verificarsi anche se la macchina a getto d’acqua è perfetta. Il flusso del getto d’acqua è dotato di caratteristiche in grado di influenzare notevolmente la precisione del pezzo. I fornitori di sistemi a getto d’acqua si sono concentrati a lungo per riuscire a controllare queste caratteristiche.
Il movimento della macchina dall'equazione della precisione del pezzo può essere eliminato tramite il ricorso a una macchina ripetibile e ad alta precisione, ma questo non elimina altri errori relativi al pezzo (quali errori derivanti dalla struttura ed errori relativi al flusso del getto d'acqua).
Se si tagliano materiali al di sotto di 1 pollice di spessore, una macchina a getto d’acqua convenzionale solitamente taglia pezzi da +/-0,003 a +/-0,015 pollici (da 0,07 a 0,4 mm) di precisione. Una macchina dotata di Dynamic Waterjet può tagliare parti con una precisione di +/- 0,001 di pollice.
Per materiali con spessore superiore a 1 pollice, le macchine produrranno parti da +/- 0,005 a 0,100 pollici (da 0,12 a 2,5 mm). Una tavola XY ad alta prestazione è stata realizzata per avere una precisione di circa 0,005 pollici lineari o superiore.
Da dove nascono quindi le imprecisioni del pezzo?
Deflessione del flusso o “ritardo del getto” |
Quando il getto d’acqua, o un altro tipo di arnese da taglio a raggio come laser o plasma, sta tagliando attraverso il materiale, il getto sarà deviato all’indietro (in direzione opposta a quella di corsa) non appena la potenza del taglio inizierà a calare. Questo problema causa: aumento della conicità, problemi agli angoli interni e curvatura degli archi. Riducete questo errore di ritardo aumentando la potenza di taglio o rallentando la velocità di taglio.
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Aumento della conicità |
Quando si taglia ad alte velocità si crea una conicità a forma di "V". Questa può essere ridotta o eliminata rallentando la velocità di taglio o aumentando la potenza di taglio.
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Problemi agli angoli interni |
Quando si taglia un angolo interno ad alta velocità, il getto può penetrare nel pezzo all’uscita dall’angolo. |
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Curvatura degli archi |
Quando si taglia ad alta velocità intorno a un arco o a un cerchio, il ritardo del getto crea un cono. L’immagine è esagerata per illustrare meglio l’errore. |
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Attrezzatura |
Anche se il getto d’acqua rilascia meno di 250 grammi di forza verticale quando taglia un pezzo ad alta qualità e meno di 2 kg per un taglio grezzo, un'attrezzatura adatta è necessaria per produrre pezzi precisi. Il pezzo non deve essere mosso durante il taglio o la foratura e non deve vibrare. Per ridurre questi errori, occorre mantenere il pezzo in lavorazione contro il bordo del separatore o contro una barra solida fissata alle aste del tavolo per evitarne lo scorrimento. Fate attenzione in modo da individuare la vibrazione o il movimento del materiale durante il taglio del primo articolo.
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Instabilità del materiale |
Alcuni materiali, come la plastica, possono essere molto sensibili ai cambiamenti di temperatura. Nota come espansione termica, questi materiali possono espandersi quando leggermente riscaldati o restringersi quando raffreddati. Durante il taglio a getto d’acqua il materiale non diventa bollente, ma potrebbe scaldarsi. Inoltre, prestate particolare attenzione alle intercapedini nel materiale stampato, poiché il getto tende ad aprirsi in presenza di intercapedini. L’AWJ non deforma il materiale in fogli; riduce però gli stress. Tuttavia ridurrà gli stress. Se state lavorando con materiale tranciato di spessore
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Problemi della pompa |
Oltre ai consueti problemi che una pompa può avere – come, per esempio, l'accertarsi che la pompa emetta acqua alla pressione impostata - altri problemi possono influenzare la precisione del pezzo. Se la pompa ha due o più intensificatori, gli intensificatori si muovono tutti allo stesso momento? Se così, osservate sul pezzo i segni verticali sul bordo di taglio corrispondenti alla frequenza del movimento. Verificare che le valvole funzionino regolarmente.
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Pressione dell’acqua all’ugello |
La velocità di taglio può essere ridotta se si verificano cali di pressione eccessivi (oltre 175 bar) nelle tubature ad alta pressione che collegano la pompa alla testa. Assicurarsi che il filtro in linea, solitamente posto accanto alla testa di taglio, sia libero da accumuli. Se alla tubazione sono state apportate modifiche (il tracciato è stato cambiato, tubi grandi sono stati sostituiti con tubi più piccoli, ecc.), assicurateVi di non aver creato grossi cali di pressione. Qualsiasi perdita di pressione tra la pompa deve esser ridotta. La pressione è velocità di taglio, la velocità di taglio è denaro.
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Errore di compensazione del taglio |
La compensazione del taglio è il valore inserito nel sistema di controllo che tiene conto dell’ampiezza di taglio del getto; in effetti, si sta impostando la misura da usare per allargare il percorso del taglio in modo tale che il pezzo finale sia delle dimensioni corrette. Prima di effettuare un lavoro di alta precisione in cui le tolleranze del pezzo finito sono superiori a +/- 0,005 pollici, effettuate un test di taglio, e assicurateVi di aver impostato la compensazione di taglio corretta. Molti bei disegni sono stati tagliati male perché l’operatore non si è impegnato a stabilire il corretto valore di compensazione del taglio.
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Errore di programmazione |
Spesso gli errori di precisione del pezzo più difficili da identificare derivano da errori di programmazione in cui la dimensione del pezzo programmata non corrisponde perfettamente alla dimensione del CAD o del disegno a mano originale. I programmi della parte che appaiono graficamente sullo schermo di un controllo XY, di solito non mostrano le dimensioni. Quindi, questo errore non viene rilevato. In mancanza d’altro, verificare di nuovo che le dimensioni sul programma della parte corrispondano esattamente a quelle del disegno originale.
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Dimensione della grana dell’abrasivo |
Le dimensioni tipiche della grana dell’abrasivo sono 120, 80 e 50 (simile alla carta vetrata che si usa per la lavorazione del legno). Le diverse dimensioni della grana non hanno un impatto significativo sulla precisione del pezzo. Esse hanno un impatto maggiore sulla rifinitura della superficie e la velocità di taglio generale. Abrasivi più fini (numero di grana superiore) producono tagli più lenti e superfici più lisce.
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Movimento della macchina |
Le caratteristiche di precisione di posizione e di movimento dinamico di una macchina hanno un forte impatto sulla precisione del pezzo. Esistono molti aspetti legati alla prestazione del movimento della macchina. Per citarne alcuni: Contraccolpo nell’unità meccanica (cambi di direzione, c’è spostamento negli ingranaggi o nella vite quando il motore cambia direzione da senso orario a senso antiorario?), ripetibilità, la macchina ritorna sempre allo stesso punto? La messa a punto del servo è importante. Una messa a punto errata causerà contraccolpo, ortogonalità, errori di ripetizione e potrà causare sussulti della macchina (oscillazioni ad alta frequenza) quando in movimento. La precisione della posizione è importante, così come la rettilinearità, l’uniformità e il parallelismo dei binari lineari. Pezzi piccoli, al di sotto dei 30 cm di lunghezza e larghezza, non richiedono tanto dalla tavola XY rispetto ai pezzi più grandi. Le prestazioni della macchina avranno un maggiore impatto su un pezzo largo che misura, per esempio, 1 x 1 m. Nel caso di un pezzo piccolo, la precisione di posizione, o rettilinearità delle guide, non causerà un notevole impatto sulla tolleranza del pezzo finito, semplicemente perché il pezzo piccolo nasconde gli errori della macchina. I pezzi grandi evidenziano maggiormente questi errori. Occorre tenere presente che una caratteristica del movimento di una macchina non corrisponde direttamente alla tolleranza del pezzo finito. Una costosa macchina super precisa (precisione posizione lineare, per esempio, di +/- 0,001 pollici lungo tutta la sua corsa), non genererà automaticamente un pezzo finito di +/- 0,001 pollici; altri fattori di precisione del pezzo devono essere presi in considerazione (vedi sopra). |
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