Existe uma clara diferença entre a precisão da peça e a precisão com a qual a máquina pode se mover.
Simplesmente comprar uma máquina com uma precisão de 0,00000000000001 polegada de espessura, com uma dinâmica de movimento perfeita, controle perfeito de velocidade e uma repetibilidade exemplar, não significa que você cortará peças perfeitas.
Isso significará, no entanto, que você gastará muito dinheiro com uma máquina de grande precisão. A precisão da peça final é uma combinação de erros do processo (o jato de água) + erros da máquina (o desempenho XY) + a estabilidade da peça (fixação, nivelamento, temperatura estável).
A seção abaixo descreve os erros de peça que ocorreriam mesmo se o jato de água fosse perfeito. O feixe do jato de água possui características que afetam muito a precisão da peça. Controlar essas características tem sido o foco dos fornecedores de jatos de água por muitos anos.
Simplificando, uma máquina de alta precisão e repetibilidade pode eliminar o movimento da máquina para equação da precisão da peça, mas ela não elimina outros erros da peça (tais como erros de fixação e os erros inerentes ao fluxo do jato de água).
Ao cortar materiais com menos de 2,5 cm de espessura, uma máquina convencional de jato de água cortará normalmente peças com uma margem de precisão de +/-0,003 a +/-0,015 polegada (0,07 mm a 0,4 mm). Uma máquina equipada com o Dynamic Waterjet pode cortar peças com uma precisão de até +/- 0,001 polegada (0,025 mm).
Para materiais com mais de 2,5 cm de espessura, as máquinas irão produzir peças com uma margem de precisão de +/- 0,005 a 0,100 polegada (0,12 mm a 2,5 mm). Uma tabela XY de alto desempenho é criada para obter uma precisão posicional linear de cerca de 0,005-polegada (0,12 mm).
Então, de onde vêm as imperfeições na precisão das peças?
Desvio do feixe ou retardamento do fluxo |
Quando o jato de água, ou outros cortadores com um feixe como o cortador a laser ou a plasma, cortam os materiais, o fluxo é desviado em direção contrária (direção oposta do trajeto) quando o poder de corte começa a diminuir. Esse problema causa um aumento da conicidade, problemas com os cantos internos das peças e varrimento para fora dos arcos.
Reduza esse erro de retardamento do fluxo aumentando o poder de corte ou diminuindo a velocidade de corte.
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Aumento da conicidade |
Uma conicidade em forma de “V” é criada no corte com altas velocidades. A conicidade pode ser minimizada ou eliminada com a redução do trajeto do corte ou o aumento do poder de corte.
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Problemas com os cantos internos das peças |
Quando cortar um canto interno de uma peça a uma alta velocidade, o fluxo pode penetrar na peça à medida que for percorrendo o final do canto. |
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Varrimento para fora dos arcos |
Ao cortar com uma grande velocidade em volta de um arco ou círculo, o retardamento do fluxo varre um cone. A imagem é aumentada para ilustrar o erro. |
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Fixação |
Apesar do jato de água utilizar menos de 0,454 kg de força vertical no corte de uma peça de alta qualidade e menos de 2,3 kg em cortes irregulares, uma fixação apropriada é exigida para produzir peças mais precisas.
A peça não deve se mover durante o corte ou a perfuração e também não deve vibrar. Para minimizar esses erros, tente posicionar a peça contra a borda do apanhador ou uma barra sólida presa às ripas. Verifique a vibração ou o movimento do material durante o primeiro corte da peça.
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Instabilidade do material |
Alguns materiais, tais como plásticos, podem ser extremamente sensíveis a mudanças de temperatura. Chamada de dilatação térmica, esses materiais podem se expandir se forem aquecidos ligeiramente ou encolher se forem esfriados. Durante o corte com o jato de água, o material não fica quente, mas ele pode ficar morno.
Além disso, seja especialmente cuidadoso com as bolsas de ar em materiais revestidos já que o fluxo tende a se abrir nas bolsas de ar.
O jato de água não produzirá um empenamento das chapas de corte. Ele irá, no entanto, aliviar as tensões. Se você estiver trabalhando com um material cortado com menos de 0,32 cm de espessura e você dá início ao trajeto de corte da peça, entre na peça e então corte a peça; você poderá ver uma torção e um empenamento do material. Evite esse empenamento sempre que possível ao começar os trajetos de corte na parte interna do material (perfure um buraco e comece a cortar) ao invés da parte externa do material.
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Problemas com a bomba |
Além das questões óbvias relacionadas à bomba tais como garantir que a bomba esteja bombeando a água com a pressão definida, outras questões também podem afetar a precisão da peça. Se a bomba tiver dois ou mais intensificadores, os intensificadores sempre agem ao mesmo tempo? Se sim, então procure por marcas verticais na peça para marcas verticais na borda de corte que possua a mesma frequência da batida.
As válvulas de retenção devem estar em boas condições.
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Pressão da água no bocal |
A velocidade de corte pode ser perdida se quedas excessivas de pressão (maiores do que 2.500 psi) ocorrerem nos canos de alta pressão da bomba à cabeça de corte.
Certifique-se de que o filtro, normalmente localizado próximo ao cabeçote de corte, está livre do excesso de resíduos.
Se você implementou mudanças na canalização (alterou o encaminhador, substituiu uma linha grande por uma menor, etc.), então assegure que você não tenha produzido quedas de pressão maiores. Qualquer perda de pressão da bomba deve ser minimizada. Pressão é velocidade de corte; velocidade de corte é dinheiro.
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Erro na compensação de corte |
A compensação de corte é o valor inserido no sistema de controle que leva em consideração a largura do corte do jato; na realidade, você está definindo a largura com a qual a trajetória do corte será ampliada para que a peça final tenha o tamanho adequado.
Antes que você faça qualquer trabalho que exija uma alta precisão, onde as margens de tolerância do produto final sejam maiores do que +/- 0,005 polegada (0,012 cm), faça um teste e certifique-se de que você tenha definido apropriadamente a compensação de corte. Um bom desenho já foi cortado de maneira errada muitas vezes porque o operador não estabeleceu o melhor valor de compensação do corte.
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Erro de programação |
Frequentemente, o erro de precisão das peças mais difícil de encontrar é um erro de programação onde as dimensões do programa da peça não correspondem perfeitamente às dimensões do CAD original ou do desenho feito à mão.
Os programas da peça que aparecem em forma de gráficos na tela de um controle XY geralmente não exibem as dimensões. Consequentemente, esse erro pode não ser detectado. Quando tudo falhar, verifique se as dimensões no programa da peça correspondem exatamente àquelas do desenho original.
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Tamanho do abrasivo |
Os tamanhos típicos dos abrasivos são de 120, 80 e 50 (semelhante ao papel de lixa que você deve usar para trabalhos com madeira). Os diferentes tamanhos de abrasivo não têm um impacto significativo na precisão das peças. No entanto, eles têm um grande impacto no acabamento das superfícies e na velocidade do corte.
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Movimento da máquina |
A precisão posicional e as características da dinâmica do movimento de uma máquina têm impacto na precisão das peças. Existem muitos aspectos que condicionam o desempenho do movimento da máquina, tais como:
Um recuo na unidade mecânica (mudanças de direção, há uma folga nas engrenagens ou parafuso quando o motor muda de horário para anti-horário?), repetitividade, será que a máquina vai voltar perto do mesmo ponto repetidamente? A sintonia do servo é importante. A sintonia inadequada poderá causar uma reação, quadratura, erros de repetitividade, e pode fazer com que a máquina bata (mexa em alta frequência) quando em movimento.
A precisão posicional é importante assim como a retidão, a planicidade e o paralelismo dos traços lineares. Uma peça pequena, abaixo de 30,5 cm de comprimento e largura, não exige tanto da tabela XY como peças maiores.
Uma peça grande, de por exemplo 1,22 m x 1,22 m, será bastante impactada pelo desempenho da máquina. Uma peça pequena não verá a precisão posicional ou a retidão dos traços lineares como um grande impacto na margem de tolerância da peça final simplesmente porque a parte pequena encobre os erros da máquina. As peças maiores expõem esses erros mais evidentemente.
Lembre-se de que as características do movimento de uma máquina não correspondem diretamente à margem de tolerância da peça final. Uma máquina de alta precisão cara (precisão posicional linear de, por exemplo, +/- 0,002 cm sobre o trajeto completo) não irá gerar automaticamente uma peça final com +/- 0,002 cm de precisão. Outros fatores determinantes da precisão da peça precisam ser considerados (veja acima).
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