Mekanik Enerji Kullanarak Şekil Verme

Mekanik Enerji Kullanarak Şekil Verme
Prof. Dr. Akgün ALSARAN
Mekanik enerji kullanarak şekil verme
Yüksek hızla abrazif partikül veya sıvı vasıtasıyla iş
parçası üzerinden malzeme aşındırma işlemidir. Özellikle
elektriksel olarak iletken olmayan malzemelerin
işlenmesinde kullanılan bir yöntemdir.
1.
2.
3.
4.
0.64mm
Ultrasonik işleme
Döner ultrasonik işleme
Su jeti ile işleme
Aşındırıcı ile işleme
Ultrasonik işleme
Su içinde kalem ve iş parçası arasında bulunan aşındırıcı malzemelerin
(kalemin) 20.000 d/s dolayında titreşimine bağlı olarak iş malzemesini
aşındırma ilkesine dayanır. Böylece kalemin şekline göre iş parçası
işlenebilir. Sağlanan hassasiyet 0.025mm dolayındadır. 0.001mm kadar
da düşebilir. Özellikle sığ ve geniş yüzeylerde ve aşırı kırılgan şekillerde
(bal peteği gibi) iyi sonuç verir. Başlıca sakıncası yavaşlık ve yüksek
maliyettir.
Uygulaması:
1. Elektrik iletkeni olmayan malzemelerin (iş parçalarının)
işlenmesi
2. 40 RC sertliğin üzerindeki malzemelerin işlenmesi
(maksimum işlemem hızı 60 RC sertlik değeri civarında
elde edilir.)
Ultrasonik işleme
Transduser: Ultrasonik frekansta titreşim üretir.
Manyetik transduser: Nikel veya nikel alaşımlı plakalardan oluşan
sisteme bobin sarımı uygulanır. Bobine 20 – 30 kHz (veya üzeri) frekansta
gerilim uygulanır.
Piezorlektrik transduser: Quartz malzemelere gerilim uygulanırsa
boyları uzar. Gerilim kalktığında ilk boylarına dönerler. Gerilim ultrasonik
frekansta mekanik titreşim elde edilir. (Her ikisinde de frekans yüksek,
genlik düşüktür.) Elde edilen düşük genlikli titreşimlerin genişliğini takım
konusu yükseltir.
Ultrasonik işleme
İşleme Mekanizması
Çekiçleme
Büyük aşındırıcı tanecikler takımın vurması sonucunda iş parçasından çarpma ile
malzeme kırar. (malzemenin %80’i bu prensiple kaldırılır.) İri taneler takımı–iş arasında yol
alamayacak kadar büyüktür ve köprü oluşturur.
Darbe Etkisi
Küçük aşındırıcılar takıma dokunduklarında büyük bir enerjiyle iş parçasına doğru ilerler ve
ona çarpar. Büyük çarpma kinetik enerjisi ile sert iş parçasından malzeme kırar.
(Malzemelerin %4 - %18’i mekanizmayla kaldırılır.)
Kavitasyon Etkisi
Hızla iş parçasına çarpan küçük tanecikler iş paçası ile kendi arasında büyük basınç
farkları oluşturur. Oluşan kavitasyon ve kabarcıklar iş parçası yüzeyinden ihmal
edilebilecek miktarda malzemeyi kaldırır.
Kimyasal Etki
Sıvı – iş parçası etkileşimi
Ultrasonik işleme
Aşındırıcılar
Al2 O3
B4 C
SiC
C
240 – 800 meş
meş – linch’deki delik sayısı
(yaygın 320 meş)
≈ 40 mm
(ortalama)
%30 ile %50 aşındırıcı konsantrasyonu (Ağırlık olarak) kullanılır.
İri aşındırıcı → kaba işleme
(kötü yüzey + yüksek işleme hızı)
Küçük aşındırıcı → hassas işleme
(iyi yüzey + düşük işleme hızı)
Ultrasonik işleme
Taşıyıcı ortamın görevleri
1.
2.
3.
4.
Ultrasonik enerji üretimi
Ortamı soğutur
Aşındırıcıyı işleme aralığı taşır
İşlem sonrası atık aşındırıcı, takım ve iş parçası malzemelerini ortamdan
süpürür
Sıvı
Su
Bazen
Ethonol
Trikloroetiler
Transformatör
Yağı
Su(%)
25
50
100
İşleme Hızı (mm/)
0,89
0,63
0,51
0,43
0,25
Gliserol
(%)
100
75
50
0
0,01
0,13
0,45
0,89
Ultrasonik işleme
1. İşleme parametrelerinin işleme hızına (MRP) etkisi
2. Aşındırıcı büyüklüğü
En büyük işleme hızları ortalama tane büyüklüğü ile titreşim genliğinin
kabaca aynı olduğu değerlerde görülür. Tane büyüklüğü işleme
hassasiyetini doğrudan etkiler. Genelde en iyi sonuçlar birden çok
aşındırıcı toz ve takım kullanılarak elde edilir.
Ultrasonik işleme
3. Statik yük
4. Sıvının püskürtme basıncı ve aşındırıcı konsantrasyonu
Aşırı konsantrasyon (%50 üstü) işleme
ortamının
tıkanmasına
ve
işlemenin
durmasına sebep olur.
Püskürtme basıncıda “0” değerinden
başlayarak yapılan küçük artışlar kolaylıkla
işleme hızını 2 – 10 kat artırır. Aşırı yüksek P
değerleri MRR’ yi arttırmaz
Ultrasonik işleme
5. İşparçası malzemesi
TAKIM → Paslanmaz Çelik
Sert işparçalarında yüksek işlem hızı elde edilir. Bu yöntemde
mekanik etkilerin (F) küçük olması deformasyonları, sirkülasyon
basıncının uygun seçilmesi ise ısıl etkilemeleri engeller.
İŞPARÇASI
Hacimsel İşleme Hızı
[cm3/dk.]
3,865
Maksimum
İşlenebilecek Alan
[cm2]
25,8
Hacimsel Takım
Aşınması
[%]
1
Cam
Ferrit
3,21
22,6
1
Germanyum
2,18
22,6
1
Grafit
2,06
19,35
1
Seramik
1,54
19,35
1,3
Boron Karbür
0,39
5,8
40
Wolfrom karbür
0,36
7,75
67
Takım Çeliği
0,26
7,75
100
Ultrasonik işleme
İşleme Hızını Arttırmada Kullanabilecek Çözümler
1.
2.
3.
4.
5.
Titreşim genliğini (a) artırmak.
Aşındırıcı tane büyüklüğünü (d) artırmak.
İşleme alanını daraltmak.
Takımı döndürmek.
Sıvı sıcaklığını düşürmek. Sıvı işlem ortamının 0°C’ ye
düşmesi ile işleme hızında %20 – 30 artış sağlanır.
6. Sıvını 70°C’ ye ısıtılması ile işleme esnasında
Kavitasyon etkisi artar. Bu artış işlemde yaklaşık
%2’lik bir büyüme sağlar.
Ultrasonik işleme
Ekonomik Unsurlar
1. En yüksek maliyet unsuru takımın tasarımı ve imalatıdır. Birden fazla
takımın kullanımında işleme maliyeti belirgin olarak yükselir.
2. Tezgâh güçleri 400 – 2400W civarındadır. Tezgâh enerji tüketimi düşüktür.
3. İşlemde kullanılan toz tekrar kullanılmaz. Yine de toz maliyeti toplamı
işleme maliyeti ile karşılaştırıldığında ihmal edilebilir.
Teknik Kabiliyetler
Denenmiş (Yapılmış) laboratuar Çalışmalarından;
Maksimum 100 mm çaplı takım. En küçük delinmiş delik 50 µm (0,05 mm)
çaplı (Kısıtlamalar: Delik delinmesinde kullanılacak takımın mukavemeti,
toz boyutu)
Dalma derinliği orta bot takımlarda 150 mm civarındadır. Genelde bu değer
verilir.
L: Dalma: Derinlik
D: Takım: Takım Boyutu.
Yüzey pürüzlülüğü, (tipik) olarak 0,75 µm Ra’ dır. Özel koşullarda 0,25 µm Ra
elde edilebilir. Boyut toleransı ±0,025 mm
Ultrasonik işleme-uygulamalar
Elektrik iletkeni olmayan seramiklerin delinmesi ve işlenmesi öncelikle tungsten
başlı olmak kaydı ile tüm karbürlerin, seramiklerin, sentetik rulo ve
mücevherlerin delinmesi/işlenmesi
NOT: Verilen işlemlerde takım sadece dikey hareketi yapar. Sağ-sol ve dönme hareketini işparçası yapar.
Ultrasonik işleme-uygulamalar
1.
Basma kalıpları ,ekstrüzyon tel çekme kalıpları ,vb ,sert
malzemelerden yapılan kalıp ve aletler.
2. Sert malzeme ya da cermet uçlu kesici kalemlerin işlenmesinde.
3. Optik aletler ve süs eşyaları için cam ve kuartz işlemede.
4. Sert ve aşırı kırılgan germanyum ve silikon kolayca işlenebilir.
5. Radyo vb. elektronik aparat parçalarının imalatında.
6. Elmas kalıpları imalatında.
7. Elektrik mühendisliği ve elektronik sanayinde kullanılan seramik
parçaların imalatında.
8. Teknik ve değerli taşların (yakut ,akik ,leucosapphire ,vb.) işlenmesi.
9. Aşırı kırılgan olan malzemelerin işlenmesinde (bilgisayar ve
elektronik sanayinde)
10. Bazı özel hallerde çelik işlemede (pafta imali gibi).
Ultrasonik işleme
Kısıtlamalar
Düşük L/D oranı
Düşük işlem hızı
Süreli iş parçalarında kullanılamaz
Keskin köşe, kenar elde edilemez
İşparçası yüzeyi mükemmel düzlemlikte olamaz.
TAKIM KONİSİ
Transduserden gelen titreşimlerin genliklerini değiştirerek takıma iletir.
Yükseltici (Yüksek Kazançlı) takım konisi
Genlik ↑ , Kuvvet ↓
(Maksimum genlik yükseltme %600)
Düşürücü (Düşük Kazançlı) takım konisi
Genlik ↓ , Kuvvet ↑
Kullanımı çok nadirdir. Çok hassas işlemlerde.
Takım Konisi Malzemesi:
Tungsten, titanyum, molibden, paslanmaz çelik vb. yüksek mukavemetli
malzemeler kullanılır.
Döner ultrasonik işleme
•Ortama sadece su püskürtülür. Tank içinde su bulunmaz.
•Aşındırıcı elmas tozları takım üzerinde (yapışmış) bulunur.
•Püskürtülen su, ortamı soğutur ve işleme artıklarını uzaklaştırır.
•0,5 – 40 mm çaplarında delik delmede yaygın kullanılır.
•Delme L/D arasında 200 gibi çok büyük bir değere ulaşır.
Döner ultrasonik işleme
1.
2.
3.
Çok sert ve kırılgan malzemeler için
Delik delme
(karbür, seramik, cam grubu)
Frezeleme
Seramiklere vida dişi açma (threading)
Aşındırıcı jet ile işleme
Çok yüksek hızlı jet içinde bulunan aşındırıcılar iş yüzeyine çarparak
yüzeyden çok küçük parçalar kırar/koparır.
Jet hızı tipik olarak 350m/s’dir.
Yavaş jetlerde 150m/s hıza kadar inebilir.
Jet olarak hava CO2 ve N gazları kullanılır.
Nozul çıkış basıncı 2,1 – 8,5 kg-cm2 ’dir.
Aşındırıcı jet ile işleme
İşleme hızı, aşındırıcı toz büyüklüğüne ve jet hızına bağlıdır.
Tane (toz) büyüklüğünde 10 – 50 µm ortalama büyüklük yaygındır.
Tozlar işleme ortamından emilir ve toplanır. Tekrar kullanılmaz (içinde
metal artıkları bulunur; çarpma esnasında keskin kenar ve köşeleri
kaybolur.). Kullanılan tozlar alumina, SiC.
Aşındırıcı jet ile işleme
Nozul-iş mesafesi
1. Bölge → Çok yakın NTD → Gaz çıkış
basıncı düşük → MRR ↓
2. Bölge → Çok uzak NTD → Gaz jeti
hızı düşer → MRR ↓
Maksimum MRR Değerini verecek Nozul uç
mesafesi (NTD) deneme yanılma ile bulunur.
NTD
•Kesme işlemede 0,8 mm
•Metal işlemede 12,5 mm
•Cam v.b. kırılganları buğulanmasında 25,75
mm’ye çıkar.
Aşındırıcı jet ile işleme
Teknik Kabiliyetler
→ İşleme hızı (MRR) = 40mg/dak
[15 – 20 mm3/dak]
→ Cam ile çalışmalarında yüzey pürüzlülüğü (0,15 – 1,5µm) Ra
→ Tolerans (boyut) = ±0,12 mm
Yumuşak malzemelere aşındırıcı görülür.
→ Koniklik = 0,005 mm/mm → Aşındırıcı batma derinliği = 0,025 mm
→ En dar kanal = 0,2 mm
→ Kesme derinliği sertlikle artar,
Cam ve bezeri (seramikler, çok sert karbürler) → 6,5 mm
Paslanmaz çelik → 1,5 mm
Aşındırıcı jet ile işleme
Uygulamalar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Cam buğulama, yazı yazma, şekil/resim yapma. İşlenmesi
istenmeyen yüzeylerin maskelenmesi gerekir (Bakır, lastik, cam
maske malzemesi olarak kullanılır.).
Enjeksiyon kalıplama ile imal edilmiş plastik parçaların ayırma
çizgilerinin ve çapaklarının temizlenmesi
Seramik, plastik parçaların parlatılması, temizlenmesi
Metal kalıpların erişilmesi zor kısımlarının temizlenmesi
Narin ve çok sert parçaların kesilmesi, işlenmesi ve kanal açılması
Parçaların yüzeyindeki boya, yağ, pas ve benzeri pisliklerin
temizlenmesi
İç delik kesişimin deki parçaların temizlenmesi.
Seramik ve cam malzemeleri kesme ve vida dişi açma (Ayrıca
küçük boyutlu delik açma)
Aşındırıcı jet ile işleme
Sıkıntılar
Düşük işleme hızı
Yüzeyde aşındırıcı saplanması
Nozul aşınması
Tozdan oluşan çevre kirlenmesi
Koniklik ve yuvarlama
Maliyet
Tezgah maliyeti düşük (küçük – orta boy tezgah ∼$6000–8000)
Toz maliyeti çok düşük (300 – 600gr/saat toz tüketimi) => 2 – 20 $/kg
toz maliyeti
Su jeti ile işleme
Su jeti kesme sistemi, basıncı artırılan suyun bir lüleden geçirilmesiyle elde edilen
yüksek hızlardaki su jeti hüzmesinin veya aşındırıcı-su jeti karışımının, çarpma
etkisiyle malzemeden parçacıklar aşındırması ve bunun sonucu olarak parçanın
işlenmesi esasına dayanır. Kısaca, su jeti teknolojisi aşındırıcılı ve aşındırıcısız
sistemler olmak üzere ikiye ayrılırlar. Su jeti ile kesme teknolojisi 1970’li yılların
başından itibaren,aşındırıcılı su jetleri ise 10 yıl kadar sonra ortaya çıkmışlardır.
Her iki teknoloji de yukarıda da bahsedildiği üzere temel prensip olarak çok yüksek
basınçlardaki suyun çok küçük çaplı bir delikten geçirilmek suretiyle hızlarının
arttırılması sonucu kazandıkları enerji ile kesme işlemini gerçekleştirirler.
Su jeti ile işleme
Su jeti ile işleme
-Su jeti; termik bir etki olmaması sayesinde, erimeyen veya yanmayanlar
da dahil olmak üzere tüm malzemelerin kesilmesi mümkündür.
-Titanyum, tungsten alaşımları, paslanmaz çelikler, karbonlu çelikler gibi
sert metaller.
-Alüminyum, bakır, pirinç, çinko, kurşun gibi yumuşak metaller.
-Granit, mermer, seramik, cam, kurşun geçirmez, lamine camlar, ağaç, gibi
inşaat ve dekorasyon sektörüne yönelik malzemeler.
-Karbon, kevlar, kompozitler, kağıt, karton, deri, tekstil ürünleri, conta
malzemeleri, fleksiglas (pleksiglas ), polyester, polietilen levhalar, fiber, tüm
plastik ve lastik türevleri su jeti ile kesilebilmektedir.
Su jeti ile işleme-avantajları
- Sujeti soğuk bir proses olması sayesinde, termik nedenlerden
kaynaklanabilecek, yanma, damlacık oluşması (erime) , sertleşme şekil
değiştirme
gibi
sorunlar
olmayacaktır.
- Lazer ile kesilemeyecek farklı yanma veya erime sıcaklıklarına sahip
malzeme çiftleri, sandviç malzemeler sujeti ile kesilebilir.
-Malzeme yanması veya erimesi olmadığından, işlem sırasında hiçbir
kimyasal kirlilik oluşmaz.
-Bu avantajı sayesinde, gaz emme, arıtma, filtrasyon gibi ek yatırıma gerek
göstermez.
-Kesim izi aralığının çok dar (max1,1mm) olması sayesinde malzeme
kayıpları en aza indirilir.
-Kesici unsur olan sujeti hüzme çapına bağlı olarak, çok dar ve keskin
köşelerin işlenmesi (kesilmesi) mümkündür.
-Diğer yöntemlerle kesilemeyecek petek dokulu tüm malzemeler, sujeti ile
kesilebilir.
Su jeti ile işleme-avantajları
-Su jeti ile kesilme kesitinde , alt veya üst tarafında çapak oluşmaz,
böylelikle ek bir taşlama düzeltme işlemi gerekmez.
-Erime veya yanma riski olmaması sayesinde çok ince malzemeler
kesilebilir.
- Ayni kesme donanımı ile hiçbir değişiklik yapmaksızın , yalnızca kesme
hızlarını değiştirmek suretiyle bir malzemeden diğer malzemeye geçilebilir
böylelikle , özellikle fason amaçlı kesimde makine ve donanım ayar
amanları tamamen ortadan kaldırılmış olur.
- Malzeme ile kesme ucu arasındaki toleransın nispeten büyük olması
sayesinde özellikle üç boyutlu (hacimsel) kesimlerde , mesafe kontrol
hatalarından oluşabilecek kesim düzgünsüzlükleri meydana gelmez.
-Su jeti kesme teknolojisi , bu çok geniş çalışma ( kesme) spekturumuna
karşın henüz çok yaygın bir kesme yöntemi değildir, ancak dünyadaki ve
Türkiye deki kullanımı hızla artmaktadır.
- Çapak oluşmaz
-Çok ince parçalar kesilebilir.
Su jeti ile işleme
Su jeti ile işlenebilen malzemeler
•Dondurulmuş gıdalar
•Halı
•İnce levha
•İnce mum
•Kağıt
•Köpük
•Mantar
•Plastik film
•Sunta
•Yumuşak conta malzemesi
•Yumuşak kauçuk
•Yumuşak poliüretan
•Yumuşak veya ince ahşap
Aşındırıcılı su jeti ile işlenebilen malzemeler
Alüminyum
Bakır
Cam
Cam takviyeli poliüretan
Garolit/G10/FR4
Granit
Karbon elyafı
Kompozitler
Mermer
Naylon
Paslanmaz çelik (SAE 304-316)
Pirinç
Pleksiglas
Polikarbonat
Poliüretan
Seramik
Sert kauçuk
Sert veya kalın ahşap
Takım çelikleri
Taş
Titanyum
Yumuşak çelik
Su jeti ile işleme
1. Gıda sektöründe
Su jeti kesme sistemi ile taze, kuru, paketlenmiş ya da dondurulmuş
hemen hemen tüm gıdalar işlenebilmektedir. Kesim sırasında, ürün kesici
metale yapışmadığı için ürün üzerinde minimum basınç etkisi gözlenir
böylece ürünün deforme olması önlenmiş olur. Bıçak temizleme, bıçak
bileme ve bıçak değiştirme problemleri yoktur. Sistem oldukça sıhhidir.
Sistem esnek imalat ve otomatik imalat sistemlerine kolaylıkla adapte
edilebildiği için ürüne bıçakla verilmesi mümkün olmayan şekiller
kolaylıkla verilebilir. Örneğin dondurulmuş balıkların paketlenmesi için
yapılan kesme işleminde, su jeti kesme sistemi kullanıldığında ürün
kaybının, normal yöntemlerle yapılan kesme işlemlerinde oluşan
kayıplardan yaklaşık %20 daha az olduğu görülmüştür.
Su jeti ile işleme
2.Kâğıt ve Mukavva Sanayiinde
Su jeti kesme sistemleri, özellikle karton kutu imalatında, buruşmaya,
kenarların yırtılmasına ve katların açılmasına neden olmadığı için tercih
edilmektedir. Sistemin en büyük özelliği, mekanik sistemlerin kesim
sırasında malzemede yarattığı tahribatı yok etmesidir. Çünkü, mekanik
işleme sırasında katlanma ve yırtılma yaklaşık 0,5 mm olurken, bu
yırtılma, su jeti sistemleri ile 0,1 mm’ye indirilmiştir. Ayrıca; kesim
esnasında gözlemlenebilir nem artışı yaratmaz ve toz oluşturmaz;
yüksek operasyon hızlarına ulaşabilir; İmalat sırasında sistemi bloke
etmez veya kilitlemez. Su jeti kesme sistemlerinin kâğıt ve mukavva
sektöründeki uygulamalarında pompalı sistemlerin kullanımı uygundur.
Kalın kağıt veya kağıt topu yüksek kesme hızlarında kesilecek ise
aşındırıcılı sistemler aşındırıcısızlara tercih edilebilir.
Su jeti ile işleme
3.Tekstil ve Giyim Sektöründe
Kumaş, esnek ve yumuşak bir malzeme olduğu için, beslenmesi ve
kesilmesi geleneksel yöntemlerle oldukça zordur. Çünkü kumaşla temas
halindeki kesici kalem kesimi güçleştirir. Su jeti kesme sisteminde, kesici
jet ile kumaş temas halinde olmadığı için işlem basitleşmekte ve
hızlanmaktadır. Geleneksel kesicilerle daha doğrusal kesimler
yapılabilirken, su jeti kesme sistemiyle daha kompleks ve çok katlı
kumaşlar daha hassas işlenebilmektedir.Farklı modeller ve kalıplar
arasındaki geçiş bilgisayar kontrollü sistemlerle daha kolay olmakta ve
işlem hızı, kesici uç değiştirme gibi bir problem söz konusu olmadığı için
oldukça artmaktadır. Bu sektörde çok yüksek basınçlara çıkmak
gerekmediği için pompalı ve aşındırıcısız sistemlerin kullanımı uygundur.
Kesme hızının arttırılabilmesi amacı ile bazı uygulamalarda polimer
katkılı su-jeti de kullanılabilir.
Su jeti ile işleme
4.Kauçuk ve Plastik Sanayiinde
Su jeti kesme sistemleri, tüm gözenekli, taneli ve yumuşak malzemelerin
işlenmesinde kullanılabilir. Uygun lüle hareketiyle malzemeyi üç boyutlu
olarak işlemek mümkündür. Özellikle, kapı ve pencere imalatında
kullanılan PVC türü malzemelerin işlenmesinde kullanılmaktadır. Ayrıca,
cam takviyeli plastik, kauçuk, folye, flexiglas, neopren (10 mm
kalınlığındaki neopren 1200mm/dak da), sünger (80 mm kalınlığındaki
sünger 1000mm/dak da) ve makralon gibi plastik ve türevleri olan
malzemeleri de yüksek hızlarda kesebilmektedir.Bu tip uygulamalarda
tüm plastik türevleri kesilmek istenirse pompalı aşındırıcılı sistemlerin
seçilmesi yüksek kesme hızlarında kesim yapmaya olanak tanıdığı için
çok ekonomik kesim yapma avantajı sağlar.
Su jeti ile işleme
5.Temizlik Sektöründe
Su jeti sistemleri, endüstriyel temizleme işlemlerinde sıklıkla
kullanılmaktadır. Büyük eşanjörlerin kireçlenmiş iç yüzeylerinin
temizlenmesi, zamanla paslanan ya da kararan anıt ya da büstlerin
temizlenip parlatılması, çakıl taşlarının topraktan ayrılmasında (taş kırma
tesislerinde), kömürün kömür tozlarından ayrılması işleminde (kömür
ocaklarında) kullanılmaktadır. Su jeti sisteminin temizlik işlerinde
kullanılabilmesi için lüle çapının büyütülmesi ve sistem debisinin
artırılması gerekmektedir. Bu işler için en uygun sistem yüksek debili
pompalı sistemlerdir. Temizlenecek malzemenin sertliğine bağlı olarak
aşındırıcı kullanımına geçilebilir. Örneğin yüzeylerden epoxy kaldırmak
istenirse aşındırıcılı sistem kullanımına geçilebilir. Ayrıca, kullanım yerine
bağlı olarak elektrik motoru veya içten yanmalı motorla tahrik edilen
sistemlerin kullanımına karar verilmelidir.
Su jeti ile işleme
6.Ayakkabı ve Deri Sanayiinde
Su jeti kesme sistemleri ayakkabı ve dericilik sektöründe kullanıldığında,
malzeme sarfiyatında %15‘lik bir düşüşe neden olmaktadır. Ayakkabı
kalıbı hazırlama masrafları, bu işlem için gerekli zaman kaybı ve kalıp
hazırlarken meydana gelecek malzeme sarfı bu şekilde en aza
indirilmektedir. Yüksek kesme hızı için pompalı, polimer katkılı
sistemlerin kullanılması uygundur.
7.İzolasyon Uygulamalarında
Sistem, özellikle, tavan ve taban döşemelerinde kullanılan cam yünü
malzemelerinin işlenmesinde kullanılmaktadır. İzolasyon malzemesi
imalatçıları su-jeti sistemi kullanımı ile geleneksel kesme yöntemlerine
oranla %12 oranında malzeme sarfının azaldığını tespit etmişlerdir.
İzolasyon uygulamalarında kullanılacak en uygun sistem pompalı
sistemlerdir. Aşındırıcı olarak polimer veya aşındırıcısız süper-su
kullanılabilir.
Su jeti ile işleme
8.Cam, Mermer, Granit ve Seramik Sektöründe
Cam, mermer, granit ve seramik türü malzemelerin en büyük özelliği
kırılgan olmalarıdır. Geleneksel yöntemlerle yapılan işlemeler sırasında,
malzemeler çok kolay deforme olmakta ve yüksek oranlarda hurda
oluşmaktadır. Bu nedenle, sektör, su jeti ile kesme sistemlerinin çok
avantajlı kullanım alanlarından birini oluşturmaktadır. Su jeti kesme
sisteminin, işlem sırasında malzeme üzerine gelen kesme kuvvetlerini
azaltarak malzeme deformasyonunu önlediği ve malzeme sarfını oldukça
düşürdüğü tespit edilmiştir. Cam, mermer, granit ve seramik sert
malzemeler olduğu için özellikle aşındırıcılı sistemler tercih edilmelidir.
Cam, mermer ve granit türü malzemelerin kesimi için pompalı sistemler
tercih edilirken, seramik için istenilen yüzey kalitesine bağlı olarak çiftetkili veya fazlı-çift-etkili basınç yükseltme tekniklerini içeren sistemler
kullanılmalıdır.
Su jeti ile işleme
9.Metal İşleme Sektöründe
Yüksek sıcaklık, malzemelerin mekanik özelliklerini değiştiren önemli bir
etkendir. Isıl artış, tüm malzeme işleme yöntemlerinde prosesin ayrılmaz
bir parçasıdır. Bu artış, malzemenin soğuması sırasında iç gerilmelere
sebebiyet vererek tasarımları olumsuz yönde etkiler. Su jeti ile kesme
sistemleri bu tür bir ısı artışına neden olmadığı için (işlem esnasında
sıcaklık maksimum 60 oC’ye kadar çıkmaktadır), metal işleme
sektöründe özellikle tercih edilmektedir. Kısa süreden beri freze
tezgahlarının yaptığı işlemleri, yapabilmekle birlikte, yakın zamanda
konvensiyonel takım tezgahlarının yerini alacaktır. Ayrıca sistem, tüm
dökümlerin (kokil döküm, investment döküm, çelik döküm, ve diğer metal
dökümler) işlenmesinde kullanılmaktadır. Metal kesme endüstrisi için
genel bir çözüm yoktur.
Su jeti ile işleme
10.Elektrik-Elektronik Sanayiinde
Su jeti kesme sistemleri, elektronik sektöründe, lider elektronik kart ve
bilgisayar üreticileri tarafından kullanılmaktadır. Sistem, tüm elektronik
kart malzemeleri üzerinde denenmiş ve üretim hızını önemli ölçüde
artırdığı, kesme yüzey kalitesini iyileştirdiği ve toz oluşumunu elimine
ettiği belirlenmiştir. Ayrıca, kesme işlemi için malzemelerde bir başlangıç
deliğine gerek yoktur. Epoxy-glass, kompozit, polyamid ve kevlar türü
elektronik kartlar üzerine yapılan, vibrasyon, mekanik şok, termal şok,
ve nem infiltrasyonu testlerinde, su jeti ile kesme yöntemiyle işlenen
kartta, dielektrik sabiti, hacmi, yüzey geçirgenliği, dağılma faktörü ve
dielektrik kesme katsayısı gibi karakteristik özelliklerinde herhangi bir
değişiklik gözlenmemiştir.Bu sektörde kullanılan kart malzemelerini
kesebilecek en uygun sistemler aşındırıcılı pompalı sistemlerdir.
Aşındırıcı olarak süper-su veya polimerler kullanılabilir.
Su jeti ile işleme
11.Otomotiv Sanayiinde
Su jeti ile kesme sistemleri otomotiv sektöründe oldukça geniş bir
kullanım alanı bulmuştur. Sistem halı, araba ön paneli, gösterge panosu,
fiberglas yaylar, yakıt tankı korumaları, koltuk arkalıkları ve asbestos
fren balataları gibi metal, kompozit ve metal olmayan malzemelerin
işlenmesinde kullanılmaktadır. Otomotiv sanayiinde de çözüm, kesilmesi
düşünülen malzeme tipi veya tipleri, arzu edilen kesme hızı ve kalitesine
bağlı olarak değişebilmektedir. Fakat bütün metal uygulamaları için en
uygun kesme özelliklerini aşındırıcılı sistemler vermektedir.
Su jeti ile işleme
12.Uzay ve Havacılık Sektöründe
Aramid (kevlar) destekli kompozit parçaları ve titanyum gibi malzemeleri
yoğun şekilde kullanan uzay ve havacılık firmaları su jeti kullanımı ile
üretkenliklerinin %80 oranında arttığını ve üretim süresinin %15-%20
oranında düştüğünü belirtmektedirler.Bu sektör de kullanılacak su jeti
sistemlerinde fazlı çift etkili basınç yükselticilerin bulunması ve aşındırıcı
kullanımı gerekmektedir.
Su jeti ile işleme
YÖNTEM
PARÇA
MALİYETİ
HASSASİYETİ
İŞE
BAŞLAMA
MALZEME
KISITI
ÇARPILMA
KESME
YÜZEYİ
Yok
Yok
Düzgün
SU
JETİ
Birim
± 0,13mm daha
yüksek
ALEVLE
KESME
Daha az
Daha az
Daha hızlı
Var
Var
Kaba
Kısa
çalışmada
daha yüksek
benzer
Daha yavaş
Var
Var
Buruşuk
kenar
Daha yüksek
0,13 mmden az İnce
kalınlıkta daha malzemede
az
daha hızlı
Var
Var
Kaba
Daha az
Daha az
Daha hızlı
Var
Var
Kaba
Daha yüksek
%75
yavaş
Var
Var
Düzgün
DELME
PRESİ
LAZER
PLAZMA
KESME
TEL
EROZYON
Daha yüksek
―
daha
Su jeti güdümlü lazer
Kesimin yanındaki, ısıdan etkilenen bölgeyi (HAZ) azaltmak için orijinal olarak
geliştirilen bu teknik; ısıl gerilmelerin oluşumunu engeller ve parçanın verimli bir
şekilde soğumasını sağlar.
Sıradan bir tasarımda; lazerin su jeti ile bağlanma sonucunda ısınma oluşur.
Işık geçtiği zaman; negatif refraktif bir dizin ( termik mercek etkisi ) ve yetersiz
bağlanma oluşur. Su jeti kullanarak lazer ışınının iletilmesi; bağlanma
ünitesinde yüksek dinamik bir akış gerektirir.