Obrada vodenim mlazom

Miletić, Maja

Undergraduate thesis / Završni rad

2016

Degree Grantor / Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Karlovac University of Applied Sciences / Veleučilište u Karlovcu

Permanent link / Trajna poveznica: https://urn.nsk.hr/urn:nbn:hr:128:115191

Rights / Prava: In copyright

Download date / Datum preuzimanja: 2021-10-01

Repository / Repozitorij:

Repository of Karlovac University of Applied Sciences - Institutional Repository

VELEUČILIŠTE U KARLOVCU

STROJARSKI ODJEL

STRUČNI STUDIJ STROJARSTVA

Maja Miletić

OBRADA VODENIM MLAZOM

ZAVRŠNI RAD

KARLOVAC, 2016.

VELEUČILIŠTE U KARLOVCU

STROJARSKI ODJEL

STRUČNI STUDIJ STROJARSTVA

Maja Miletić

OBRADA VODENIM MLAZOM

ZAVRŠNI RAD

Mentor: Viši predavač

Marijan Brozović, dipl.ing

KARLOVAC, 2016.

VELEUČILIŠTE U KARLOVCU

Stručni studij: Strojarstva Usmjerenje: Proizvodno strojarstvo

Karlovac, 10.05.2016.

ZADATAK ZAVRŠNOG RADA

Student: Maja Miletić Matični broj: 0110613114 Naslov: OBRADA VODENIM MLAZOM Opis zadatka:

Rezanje vodenim mlazom spada među nekonvencionalne postupke obrade metala,

koje se temelje na postupku mehaničkog odnošenja materijala. Abrazivni vodeni mlaz je

tanak mlaz mješavine vode i kremenog pijeska pod visokim tlakom, koji djeluje na radni

komad koji se obrađuje i erozijom odnosi osnovni materijal, te tako radi rez.

U ovom završnom radu potrebno je dati literaturni pregled i karakteristike obrade

čistim i abrazivnim vodenim mlazom, navesti prednosti i nedostatke obrada, praktično

prikazati izrezivanje prirubnica abrazivnim vodenim mlazom, objasniti princip rada stroja za

obradu vodenim mlazom, područje primjene vodenog mlaza i upotreba.

Zadatak izraditi i opremiti sukladno Pravilniku o Završnom ispitu VUK-a.

Zadatak zadan: Rok predaje rada: Predviđeni datum obrane:

10.05.2015. ---------------------- ------------------------

Mentor: Predsjednik Ispitnog povjerenstva:

Marijan Brozović dipl. ing. v.p.

IZJAVA

Završni rad sam izradila samostalno služeći se znanjem stečenim za vrijeme studija i

pomoću navedene literature.

Zahvaljujem se voditelju i mentoru profesoru Marijanu Brozoviću, dipl. ing. na

stručnim smjernicama i korisnim savjetima pri izradi.

Posebno se zahvaljujem svojoj cijeloj obitelji, a posebno suprugu Miletić Goranu, ocu

Mihalić Branku, te tetku Stjepanek Zlatku na pruženoj potpori i pomoći tijekom studija.

SAŽETAK

Postupak obrade materijala vodenim mlazom spada među mehaničke postupke

obrade, kao i obrada abrazivnim vodenim mlazom, pri kojem čestice abraziva velikom

brzinom napuštaju mlaznicu u reznoj glavi i udaraju u obradak. Obrada čistim vodenim i

abrazivnim vodenim mlazom idealna je za rezanje različitih materijala, tako da sve više

zamjenjuje obrade plazmom i laserom, s tim da ima širu primjenu, jer se sa vodenim

abrazivnim mlazom mogu obrađivati gotovo svi metalni i nemetalni materijali, male i velike

tvrdoće.

Ključne riječi: obrada vodenim mlazom, obrada vodenim abrazivnim mlazom, kvaliteta

obrađene površine

SUMMARY

The method of processing materials waterjet is among the mechanical processing

operations as well as processing abrasive waterjet in which abrasive particles rapidly leave

the nozzle in the cutting head and hitting the workpiece. Waterjet cutting with pure water and

the abrassive waterjet system is an ideal machine for the cutting of various materials and is

extremely versatile compared to alternative machinery such as lasers and plasmas, because

with abrasive waterjet you can cut steel and non-steel materials.

Key words: waterjet processing, processing of abrasive waterjet, surface quality

Sadržaj

1.  UVOD ...................................................................................................................... 1 

2.  POVIJESNI RAZVOJ VODENOG MLAZA ......................................................... 2 

3.  OBRADA ČISTIM VODENIM MLAZOM ........................................................... 3 

3.1.  Rezanje čistim vodenim mlazom ..................................................................... 5 

4.  OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM ............................................... 6 

4.1.  Abrazivna sredstva ........................................................................................... 9 

4.2.  Rezanje abrazivnim vodenim mlazom ........................................................... 11 

5.  PODRUČJE PRIMJENE I UPOTREBA VODENOG MLAZA .......................... 13 

6.  POVRŠINA OBRADE .......................................................................................... 15 

6.1.  Utjecaj parametara obrade abrazivnim vodenim mlazom na kvalitetu obrađene površine ................................................................................................................ 18 

7.  MICRO JET REZANJE ........................................................................................ 21 

8.  STROJ ZA OBRADU VODENIM MLAZOM..................................................... 22 

8.1.  Visoko tlačna pumpa ...................................................................................... 23 

8.2.  Rezna glava .................................................................................................... 26 

8.3.  Sustav za upravljanje pomoću računala ......................................................... 28 

9.  PRAKTIČNI RAD – IZREZIVANJE PRIRUBNICA .......................................... 29 

10.  ZAKLJUČAK ........................................................................................................ 33 

11.  LITERATURA ...................................................................................................... 34 

12.  PRILOZI ................................................................................................................ 35 

12.1.  Popis slika ...................................................................................................... 35 

12.2.  Popis tablica ................................................................................................... 37 

1. U

Sv

odnosio

povećanj

manja in

reći da p

Kod ko

neekonom

nekonven

N

dimenzij

električne

metoda o

obzir sve

Je

nekonven

u odnosu

tanjih ma

UVOD

veukupni te

se na usav

e kvalitete,

nvesticijska u

postoje dvije

nvencionaln

mičnost ili

ncionalni po

Nekonvencion

e i struktur

e, magnetsk

obrade mate

e kriterije.

edna relativ

ncionalne po

u na konvenc

aterijala, kom

ehnološki ra

vršavanje po

smanjenje t

ulaganja, te

e metode ob

ne obrade

i nemogućn

ostupci obrad

nalni postu

re materijala

ke…) koje su

erijala može

vno mlada

ostupke obra

cionalne pos

mpleksnijeg

azvoj u dru

ostojećih i

troškova izra

kraće vrijem

brade: konv

materijala

nost obrad

de.

upak obrade

a ostvaruje

u dovedene u

se izjednač

tehnologija

ade je obrada

stupke obrad

izgleda.

Slika 1.1. Rez

ugoj polovic

razvoj novi

ade proizvod

me izrade. U

vencionalni i

najčešći pr

de. Iz tih

e uklanjanja

korištenjem

u proces. Sv

čiti sa strojn

a i predme

a vodenim m

de pri čemu v

zanje vodenim

ci prošlog

ih tehnolog

da i ostvariv

U procesu ob

i nekonvenc

roblemi su

razloga p

a viška ma

m raznih ob

vaka od posto

nom obradom

et brojnih i

mlazom. Kar

veliku primj

m mlazom [3]

stoljeća u

gija. Osnovn

vanje velike

brade mater

cionalni pos

lom i tr

počeli su

terijala, izm

blika energij

ojećih nekon

m materijala

istraživanja,

akterizira ju

enu pronala

velikoj mje

ni cilj je bi

točnosti kro

rijala može s

stupci obrad

ošenje alat

se razvija

mjene oblik

je (kemijsk

nvencionalni

a uzimajući

, a spada

u niz prednos

zi kod obrad

1

eri

io

oz

se

de.

ta,

ati

ka,

ke,

ih

u

u

sti

de

2. P

Pr

Nakon to

mlaz za č

u stijena

stoljeća u

primjenu

godine. U

godina p

čestica, t

vodenim

POVIJES

rva upotreba

oga mlaznice

čišćenje rudn

ama unutar

upotrijebio je

u. Prva pum

U početku s

prošlog stolje

te se postupa

mlazom nal

SNI RAZ

a mlaznica v

e vode upot

nika u Ukraj

rudnika. Šu

e vodeni mla

mpa za rezan

su se mlazo

eća počela j

ak nazvao re

lazi sve veću

Slika

ZVOJ VO

vode pod tla

trebljavale su

jini, a nakon

umarski inž

az za rezanje

nje vodenim

om vode rez

je šira primj

ezanje abraz

u primjenu.

a 2.1. Povijesn

ODENOG

akom zabilje

u se za čišć

n toga za kop

ženjer Norm

e drveta, ali

m mlazom p

zali samo k

mjena vodeno

ivnim voden

ni razvoj raspr

G MLAZ

ežena je 185

ćenja. SSSR

panje rupa z

man Franz p

ti prvi poku

počela se pro

kompozitni m

og mlaza zb

nim mlazom

ršivača [9]

ZA

52. godine z

je počeo ko

za postavljan

pedesetih go

ušaji nisu naš

oizvoditi u

materijali. A

bog dodavan

m. Danas pos

za iskop zlat

oristiti voden

nje eksploziv

odina prošlo

šli širu tržišn

SAD-u 197

Ali tek 80-ti

nja abrazivni

stupak rezanj

2

ta.

ni

va

og

nu

1.

ih

ih

ja

3. O

P

obrade, k

brzine str

30 puta j

brzine zv

Pr

protoka v

bara). Ko

kroz vod

filtere, d

mlaz vod

OBRADA

ostupak obra

koji se teme

rujanja vode

ači nego ml

vuka.

rincip rada

vode i reznu

oristi se sam

denu mlaznic

da ne dođe d

de velike brz

A ČISTIM

ade materija

elji na koriš

e (do 1000 m

lazovi koji s

Slika

je vrlo jedn

u cijev (0,1 m

mo energija v

cu (dijamant

do oštećenja

zine (slika 3.

Slik

M VODE

ala čistim vo

tenju kinetič

m/s). Vodeni

e koriste za

3.1. Rezanje č

nostavan i z

mm do 0,4 m

vodenog mla

t, safir), mor

a mlaznice.

2.).

ka 3.2. Nastan

ENIM ML

odenim mlaz

čke energije

mlaz koji se

automatsko

čistim mlazom

zasniva se n

mm) pod eks

aza. Zbog sv

ra biti čista t

Pri istjecanj

nak vodenog m

LAZOM

zom spada m

e mlaza dob

e koristi za in

o pranje auto

m vode [12]

na prolazu v

stremno viso

voje velike

te zbog toga

ju vode iz m

mlaza [4]

M

među mehani

bivene uslije

ndustrijsko r

omobila, a tr

vode kroz u

okim tlakom

brzine, voda

a prolazi kro

mlaznice for

ičke postupk

ed jako velik

rezanje je ok

ri puta brži o

uski regulato

(2000 - 400

a koja prola

z grube i fin

rmira se uza

3

ke

ke

ko

od

or

00

zi

ne

ak

N

dijeli na:

Pr

N

Na slici 3.3.

• IZLAZN

• PROLA

fragmen

• RUBNO

rednosti obr

• ne dolaz

• ne stvara

• nema pr

• za rezanj

• jednosta

• ekološki

• brza prip

• točnost o

• nema oš

• male po

Nedostaci obr

• ograniče

nedostat

• postoji o

moraju z

prikazan je

NO PODRU

AZNO PRO

ntaciju

O PODRUČ

Slik

rade čistim v

zi do zagrijav

a se prašina

romjene struk

nje se koristi

avna automat

i prihvatljiv

prema stroja

obrade

štrih rubova n

smične sile z

rade čistim v

en je broj ma

taka)

opasnost od

zaštititi od k

trenutak ka

UČJE – stvar

ODRUČJE

ČJE – stvara s

ka 3.3. Struktu

vodenim mla

vanja materij

i čestice koj

kture materij

samo jedan

tizacija post

postupak, ne

a

nakon rezanj

za vrijeme o

vodenim mla

aterijala koji

d korozije ko

korozije

ada vodeni m

ra se kruti m

– stvara s

se kapljični

ura vodenog m

azom:

ijala u zoni o

e predstavlja

ijala

alat

tupka

e očišćuje ok

nja

obrade

azom:

i mogu biti e

od materijal

mlaz stupa u

laz koji služ

se vodena

tok koje se n

mlaza [4]

obrade

aju opasnost

kolinu

ekonomično

la sklonih to

u zračnu atm

ži za rezanje

maglica ko

ne upotreblja

t za disanje

o rezani (jeda

ome, te se n

mosferu te s

oja služi z

ava

an od glavni

nakon obrad

4

se

za

ih

de

3.1.

R

najčešće

pelena itd

na učink

mlaza vo

mlaznice

• za vrijem

• ne mogu

• obrada v

Rezanje

Rezanje čisti

se koristi k

d. Tlak vode

kovitost i kv

ode imaju d

e postiže se v

me rezanja st

u se rezati de

vrlo tvrdih m

čistim vod

m vodenim

kod rezanja

e, promjer m

valitetu obra

drugačiji uči

veća dubina

Slika 3

tvara se veli

eblji materija

materijala je v

denim mlaz

mlazom se

papira, gum

mlaznice i br

ade rezultata

inak na rez

reza kod isto

3.4. Obrada či

ika buka (do

ali

vrlo teška ili

zom

e koristi za

me, tekstila,

rzina mlaza

a obrade mla

anje. Poveć

og volumnog

istim vodenim

100db)

i gotovo nem

organske i

, kože, drva

su prevladav

azom vode.

ćanjem tlaka

g protoka vo

m mlazom [1]

moguća

anorganske

a, plastike, u

vajući fakto

Volumen i

a i smanjenj

ode.

materijale,

u proizvodn

ri, koji utječ

tlak od tok

jem promjer

5

a

nji

ču

ka

ra

4. O

P

obrade, p

udaraju o

A

visokim t

te tako ra

Z

odgovara

brzine i

odnosi m

OBRADA

ostupak obr

pri kojem č

o obradak.

Abrazivni vo

tlakom koji

adi rez.

Za postupak

ajuće parame

tvrdoće uda

materijal, kak

A ABRAZ

rade materij

čestice abraz

Sli

odeni mlaz

djeluje na m

obrade potr

etre obrade.

araju u obra

ko je prikaza

Slika 4.2.

ZIVNIM

jala abraziv

ziva velikom

ika 4.1. Abraz

je tanak m

materijal koji

rebno je im

Abrazivne

adak te izaz

ao na slici 4.2

Obrada abra

M VODEN

vnim vodeni

m brzinom n

zivni vodeni m

mlaz mješavi

i se obrađuje

mati vrlo viso

čestice pri i

zivaju pukot

2.

azivnim voden

NIM ML

im mlazom

napuštaju m

mlaz [12]

ine vode i

e i erozijom

ok tlak vod

izlazu iz mla

tine, a voda

nim mlazom [1

AZOM

m je mehani

mlaznicu u r

abrazivnog

m odnosi osno

de, abrazivno

aznice, zbog

a dodatno ši

1]

ički postupa

reznoj glavi

sredstva po

ovni materij

o sredstvo,

g svoje velik

iri pukotine

6

ak

i

od

al

te

ke

i

O

P

Osnovni dijel

• dovod v

• sustav z

• rezna gl

• sustav z

ostoje dvije

• SUSPE

priprem

• INJEKC

mlaznic

zatim p

stvara v

Vodeni

cilindrič

cijevi z

lovi sustava

vode

za dobivanje

lava sa sprem

za upravljanj

vrste abraziv

ENZIJSKI V

mljena smjesa

Slik

CIJSKI VO

cu malog pro

prolazi kroz

vakuum, ko

mlaz ubrza

čnu cijev z

a miješanje k

za rezanje ab

e visokog tlak

mnikom abra

je pomoću ra

vnog vodeno

VODENI ML

a vode i abra

ka 4.3. Suspen

ODENI MLA

omjera i na t

Venturijevu

oji je dovolj

ava čestice a

a miješanje

kao koheren

brazivnim v

ka vodenog

azivnih sred

ačunala koji

og mlaza:

LAZ- nastaje

aziva (slika 4

nzijski vodeni

AZ – voda

taj način se

u cijev. U c

jan da usisa

abraziva i za

. Mješavina

ntni mlaz i vr

vodenim mla

mlaza

dstava

m se definir

e kada se kro

4.3.)

mlaz [4]

a pod visok

stvara voden

cijevi se usl

a određenu

ajedno s njim

a vode i abr

rši obradu [8

azom su:

ra putanja rez

oz mlaznicu

kim tlakom

ni mlaz velik

lijed Ventur

količinu ab

ma prolazi k

razivnih čes

8] (slika 4.4.

zne glave

u istiskuje ve

prolazi kro

ke brzine ko

rijevog efek

braziva u nju

kroz dugačk

stica izlazi

)

7

eć

oz

oji

kta

u.

ku

iz

Pr

N

rednosti obr

• ne dola

• ne stvar

• nema pr

• za rezan

• jednosta

• ekološk

• brza pri

• točnost

• nema o

• male po

• velika b

• mogućn

• nema z

obrade

• visoka f

Nedostaci obr

• postoji

moraju

• za vrije

Sli

rade abrazivn

zi do zagrija

ra se prašina

romjene stru

nje se koristi

avna automa

ki prihvatljiv

iprema stroja

obrade

štrih rubova

osmične sile

brzina rezanj

nost izrade p

avršnih rado

fleksibilnost

rade abraziv

opasnost od

zaštititi od k

eme rezanja s

ka 4.4. Injekc

nim vodenim

avanja mater

a i čestice ko

ukture mater

i samo jedan

atizacija pos

v postupak, n

a

a nakon rezan

za vrijeme o

ja materijala

prototipa ili v

ova na proiz

t primjene u

vnim vodenim

d korozije k

korozije

stvara se vel

cijski vodeni m

m mlazom:

rijala u zoni

oje predstavlj

rijala

n alat

tupka

ne očišćuje o

nja

obrade

a koja se ne m

velikih serija

zvodu, osim

svim indust

m mlazom:

kod materija

lika buka (do

mlaz [13]

obrade

jaju opasnos

okolinu

može rezati d

a

ako je potre

trijskim gran

ala sklonih t

o 100db)

st za disanje

drugim meto

ebna vrlo vis

nama

ome, te se n

odama

soka kvalite

nakon obrad

8

ta

de

4.1.

A

mlaz kor

materijal

A

kvarcni p

upotreblj

površina

S

abraziva.

dobiva s

tako pod

zbog zao

za grubo

G

upotreblj

• visoka c

• gubitko

• obrada

• izbrazd

(rješenj

• brzim li

• kod brz

Abrazivn

Abraziv se do

risti za reza

la papira, kož

Abrazivne pi

pijesak ili s

avan abrazi

može se dod

obzirom n

. Jedna vrst

e prosijavan

doban za gru

obljenog obli

rezanje (već

Granulacija a

ava se tamo

cijena oprem

om tlaka izm

vrlo tvrdih m

dane površin

e je smanjen

inearnim rez

zog rezanja u

na sredstva

odaje vodi z

anje tvrđih

že... može se

ijeske ili m

silicijev oks

iv je granit

datno upotrij

na način dob

a je pijesak

njem morsko

ubo rezanje,

ika rubova.

će čestice) i

Slik

abraziva je ra

o gdje je pot

me za rezanje

među pumpe

materijala je

ne obradom

nje brzine re

zanjem dobiv

unutarnjih ku

a

zbog povećan

materijala

e upotrebljav

minerale dije

id) i minera

t jer je tvrd

jebiti zdrobl

bivanja abra

k dobiven dr

og pijeska. D

dok je pro

Prema velič

abraziv za fi

ka 4.5. Oblici a

azličita, a ov

treban obrad

e

i rezne glave

vrlo teška il

m izazivaju

ezanja ili pov

va se V prof

utova mogu

nja učinkov

kao što je

vati čisti vod

elimo na ok

ale (granat,

d, težak i e

ljena troska i

azivnih sred

robljenjem v

Drobljeni pi

sijani morsk

čini abrazivn

fino rezanje (

abrazivnog sre

visi o vrsti pr

dak sa glađom

e smanjuje s

li gotovo nem

smanjenje

većanje tlaka

fil

nastati urezi

itost mlaza.

čelik, kame

deni mlaz.

kside (koru

olivin, cirk

ekonomski

ili čelične i s

dstava upotr

velikih stijen

ijesak ima v

ki pijesak po

ne čestice, ab

(manje čestic

edstva [4]

rimjene. Gra

m površinom

se brzina reza

moguća

energije u

a)

i u materijalu

Zato se abr

en... Pri rez

und ili alum

konijev silik

najisplativij

staklene kug

rebljavaju s

na. Druga v

više šiljaste

ogodniji za

braziv se dij

ce) [2].

anulacija ozn

m. U opće s

anja

dubini rez

u

razivni voden

zanju mekši

minijev oksi

kat). Najčešć

i. Za obrad

glice [4]..

se dvije vrs

vrsta abraziv

rubove, te j

finiju obrad

eli na abrazi

načena sa 12

vrhe najčešć

9

za

ni

ih

d,

će

du

te

va

je

du

iv

20

će

se korist

granulaci

U

visokim

Proces m

djeluje v

sobom no

čestice i

obzirom

lomljenja

udara čes

sudara če

predstavl

tisuća do

raslojava

D

smanjuju

služi i za

konačne

zidove ci

dijelu cij

brzine m

čemu joj

Is

proces re

ti granulacij

ija označena

U reznoj glav

tlakom i abr

miješanja je

veliki pritisa

osi i veliku k

ubrzava ih

na to da vo

a na koje se

stica o zidov

estica, tako

lja otpad. Č

o 5 milijuna

anje i da su tv

Dakle, abraziv

u ga. Mlaz p

a povećanje

redukcije p

ijevi za usm

jevi. Zbog tr

mlaza, prepor

promjer treb

skorištena vo

ezanja, mad

ja označena

a s 50 [8].

Slika

vi, odnosno

razivnih čes

dosta slože

ak, zbog čeg

količinu kine

h, tj. predaje

oda pri velik

e troši određ

ve cijevi koj

da već pri s

estice u mla

okretaja u s

vrde.

vne čestice i

potom izlazi

brzine istjec

poprečnog p

mjeravanje do

renja izmeđ

ručuje se da

ba biti do pe

oda se, pom

da je poneka

a sa 80. Za

a 4.6. Uvećan

u cijevi za

stica koje se

en s obzirom

ga se vodeni

etičke energ

e im dio kin

koj brzini z

đena količin

ji dovodi do

samom form

azu rotiraju

sekundi. Od

i slomljene a

kroz izlaznu

canja i kineti

presjeka mla

olazi do njen

đu abraziva i

a izlazna cij

et puta veći o

moću posebn

ad dovoljno

a obradke s

prikaz abrazi

miješanje, d

e iz posebno

m na turbule

i mlaz kreće

ije. Voda u c

netičke ener

ahvaća abra

na energije.

o daljnjeg lo

miranju mlaz

ogromnim

abrazivnih

abrazivne če

u cijev koja,

ičke energije

aza. Zbog ud

nog trošenja

i zidova cije

jev (cijev z

od promjera

nih sustava, m

o izvršiti sta

sa grubljom

ivnih čestica [1

dolazi do mi

og spremnika

entnu prirod

e velikom b

cijevi za mij

rgije. Drugi

azivne čestic

Gubici ener

oma čestica.

za dio čestic

brzinama ko

čestica se za

estice lokalno

, osim što sl

e s obzirom

dara abraziv

a koje je nar

evi, koje mo

za fokusiranj

abrazivnih č

može recikli

andardni pro

m površinom

12]

iješanja vod

a dovode do

du mlaza. K

brzinom, a s

ješanje zahv

dio energij

ce, tu dolazi

rgije se javl

Dolazi i do

ca biva tolik

oje se kreću

ahtijeva da s

o ometaju pr

luži za fokus

na to da u n

vnih čestica

ročito izraže

ože utjecati

je) ne bude

čestica.

irati i ponov

oces filtriran

1

m dovoljna j

de koja je po

o rezne glav

Kako na vod

samim tim s

vaća abrazivn

je se gubi.

i do njihovo

ljaju i uslije

o međusobno

ko usitnjen d

u od nekolik

su otporne n

rotok vode, t

siranje mlaz

njoj dolazi d

o unutrašnj

no u gornjem

na smanjenj

dugačka, p

vo koristiti z

nja prethodn

10

je

od

ve.

du

sa

ne

S

og

ed

og

da

ko

na

tj.

za,

do

je

m

je

pri

za

no

korištene

Najčešće

od 0,25 d

Su

prilagodi

materijal

prilagođa

materijal

4.2.

Pr

miješanje

time i kv

N

zavise o

masenog

materijal

nakon na

obrađeno

smjera re

e vode. Siste

e se koriste G

do 0,68 kg/m

ustav za do

iti ostalim uv

la. U posljed

ava samo pr

la koji se rež

Rezanje

rilikom reza

e budu dobr

valiteta obrad

Slik

Nastali mlaz

d dimenzija

protoka a

la. Zbog utje

apuštanja ml

om komadu

ezanja, brzin

em za vodo

Garnet abraz

min, a mogu

vod abraziv

vjetima. Ran

dnje vrijeme

rotoku vode,

že.

abrazivnim

anja abrazivn

ro centrirane

de.

ka 4.7. Oblici a

ima približn

a mlaznice,

abraziva, ud

ecaja okoline

laznice, te je

(od 1 mm d

ne mlaza i tip

o – abrazivn

zivna zrna. N

se i reciklira

va do rezne

nije se protok

e je taj sust

, dok se brzi

m vodenim

nim vodenim

e, jer o tome

abrazivnog vo

no cilindričn

oblika cije

daljenosti c

e, mlaz kont

e zbog toga p

do 3 mm). M

pa i debljine

no rezanje tr

Njihova pot

ati.

glave je do

k abraziva pr

tav pojedno

ina kretanja

m mlazom

m mlazom j

e ovisi izgled

odenog mlaza

ni oblik (sli

evi za fokus

cijevi za fo

tinuiran oblik

poželjno da

Mlaz gubi en

obratka.

roši svega d

trošnja se, ob

osta složen, j

rilagođavao

stavljen tim

mlaznice pr

jako je važn

d abrazivng

a) dobar, b) i

ika 4.7.), a

siranje, vrst

fokusiranje

k zadržava s

rezna glava

nergiju i mije

do 4 litre vo

bično, kreće

jer protok a

vrsti i deblji

me što se pro

rilagođava v

no da mlazn

vodenog ml

c) loš [6]

njegov oblik

te abrazivno

od površin

samo na mal

bude što viš

enja oblik u

1

ode u minut

e u granicam

abraziva treb

ini obrađeno

otok abraziv

vrsti i debljin

nica i cijev z

laza, a samim

k i dimenzij

og materijal

ne obrađeno

lom segment

še primaknut

zavisnosti o

11

ti.

ma

ba

og

va

ni

za

m

je

la,

og

tu

ta

od

K

brzini ab

materijal

B

trošak ob

rezanja p

rezanja (p

optimizir

rezanja.

masenog

M

metala i

velike p

zrakoplov

kabina), a

Količina odn

brazivnog z

la obrade, ob

Slika 4

Brzina rezanj

brade. Ona j

predstavlja b

pravac pomo

rali rezultati

Time se os

protoka abr

Slika 4

Moguća je ob

reflektiraju

površinske

vnoj industr

auto (branic

nošenja mate

zrna, kutu u

bliku abraziv

4.8. Princip od

ja jako je va

je ovisna o

brzinu relativ

oćnog kretan

procesa rez

stvaruje želj

raziva.

.9. Utjecaj par

brada svih vr

ćih materija

napetosti.

riji (dijelovi

i) i elektro in

erijala pri o

ulaska zrna

vnog zrna (sl

dnošenja mate

ažan parame

debljini, tv

vnog pomic

nja rezne gla

anja za razli

ena kvalitet

rametra abraz

rsta homoge

ala, jedino n

Rezanje ab

i od titanija

ndustriji (ka

obradi abraz

u materija

lika 4.8.).

erijala abraziv

etar obrade,

vrdoći i vrsti

canja rezne g

ave je okomi

ičite debljine

ta reza pri

zivnog vodeno

enih i nehom

nije moguće

brazivnim v

a, dijelovi m

ablovi).

zvnim voden

al, tvrdoći a

vnim vodenim

jer utječe n

i materijala

glave u odn

it na pravac

e obradka, v

zadanim vr

og mlaza na k

mogenih mate

e rezati kalje

vodenim m

motora, alum

nim mlazom

abrazivnog

m mlazom [1]

na kvalitetu

koji se obr

osu na obra

strujanja ml

vrši se podeš

ijednostima

kvalitetu rezan

erijala, toplin

eno staklo z

mlazom pop

minijski dije

1

m ovisna je

zrna, tvrdo

reza, ali i n

rađuje. Brzin

adak u pravc

aza). Da bi s

šavanje brzin

tlaka vode

nja [1]

nski vodljivi

zbog njegov

pularna je

elovi, dijelov

12

o

ći

na

na

cu

se

ne

i

ih

ve

u

vi

13

5. PODRUČJE PRIMJENE I UPOTREBA VODENOG

MLAZA

Postoje brojni primjeri primjene vodenog i abrazivnog mlaza u praksi. Neka od

područja primjene prikazana su u tablici 1.

Tablica 1. Područje primjene vodenog i abrazivnog mlaza [7]

Primjena vodenog mlaza Područje primjene

1. Rezanje plastike

2. Rezanje papira i celuloze

3. Rezanje vlakna i tekstila

4. Rezanje gume i kože

5. Rezanje hrane

6. Rezanje drveta i šperploče

7. Rezanje krutog goriva i leda

Plastična industrija

Industrija papira

Tekstil i odjeća, sportska oprema

Industrija gume, proizvodnja obuće, kožna

industrija

Prehrambena industrija, konditorska

industrija

Šumarstvo

Šumarstvo, ukrasna industrija

Primjena abrazivnog mlaza Područje primjene

1. Rezanje titana, aluminija, inoxa, čelika

visoke čvrstoće, legura

2. Rezanje stakla, armirano staklo, laminarno

staklo

3. Rezanje kompozitnih materijala, keramike,

magnetskih materijala

4. Zavod za građevinske materijale, beton

5. Rezanje istrošenog goriva (šipke), grafitne

Zrakoplovstvo, automobilska industrija,

brodogradnja, proizvodnja mostova i sl.

Staklarstvo, dekoracije, promotivni materijal

Zrakoplovstvo, automobilska industrija,

keramika, elektronička industrija

Građevinska industrija

Nuklearne elektrane

Primjena u drugim područjima Područje primjene

1. Rezanje betona i cementa

2. Za rezanje kamena

3. Za rezanje otpada

4. Rezanje malih tunela

Cementna industrija, građevinarstvo,

demontaža

Rudarstvo

Obrada kamena

Građevinarstvo

Je

Vodeni m

odstrani b

(prevlake

razvijenij

najzahtje

vodenim

se pri pov

Koristi s

obradi m

rezanje r

upotrebe

prouzrok

istovreme

edan od osn

mlaz može

beton bez oš

e i boje), np

ji, lako se

evniji 2D lik

mlazom im

vršinskoj ob

se i kao pom

metala. U nov

različitih tkiv

rastope. Na

kuje minima

enog ispiran

Po

novnih postu

se koristiti

štećenja arm

pr. uklanjanj

režu razno

kovi, a u zad

maju iznimno

bradi za preo

moć konven

vije vrijeme

va ili kostiju

a području m

lno krvarenj

nja nastalih t

Slika 5.1.

Dfra

ovršinska obrada

upaka gdje s

za fragmen

mature. Vode

e boje s bro

ovrsni mate

dnje vrijeme

o gladak rez

blikovanje p

ncionalnim t

vodeni mla

u, a kao abr

medicine vo

je, stvara lij

ekućina. [8]

Postupci obra

Ob

eformacija agmentacija

koteh

e upotreblja

ntaciju, npr.

enim mlazom

odova. Postu

erijali od u

e uvodi se i

, nema oštri

površina, kao

tehnikama o

az nalazi prim

raziv upotreb

odeni mlaz i

jep i točan

ade materijala

brada vodemlazom

i a

Pomoć onvencionalhnikama ob

ava vodeni m

upotrebom

m lako se ods

upak rezanja

umjetnih do

rezanje 3D

ih rubova (sr

o i za odstran

obrade u rud

mjenu i u m

bljava se šeć

ima veliku p

rez, a u rad

a vodenim mla

nim

lnim brade

Rezanj

mlaz je čišće

vodenog m

stranjuju raz

a vodenim m

o organskih,

oblika. Obr

rha). Voden

njivanje srha

darstvu, kam

medicini, gdje

ćer ili sol, k

prednost pri

du nudi preg

azom [8]

e

1

enje površin

mlaza lako s

zličiti prema

mlazom je sv

, izrezuju s

radci izrezan

ni mlaz koris

a s materijal

menolomima

e se koristi z

koji se poslij

i upotrebi, je

glednost zbo

14

ne.

se

zi

ve

se

ni

sti

la.

a i

za

je

er

og

6. P

O

K

slici 6.1.

površine

N

o brzini

neravnina

POVRŠIN

Osnovne kara

• širina re

• konično

• hrapavo

Karakterističa

S

Slika 6.2. a) V

e sa malom br

mala produkt

Slika 6.2. Utje

Na slikama 6

kretanja obr

a, jer ovise

NA OBR

akteristike po

eza

ost reza

ost obrađene

an izgled pov

Slika 6.1. Izgle

Visoka kvalitet

rzinom kretan

tivnost rezanj

ecaj brzine kr

.2. a) i b) ja

radka. Sa sli

o udaljenost

RADE

ovršine obra

e površine

vršina obrađ

d površine ob

ta obrađene

nja obradka i

a [6]

retanja predm

asno se vidi

ike 6.3. se m

ti mlaznice o

ađene abraziv

đenih abraziv

brađene abraz

Slika 6.2

izlasku

obrad

meta obrade na

da se kvalite

može zaklju

od površine

vnim vodeni

vnim vodeni

ivnim vodenim

2. b) Niska kva

u mlaza pri ve

dka i velika p

a kvalitetu obr

eta obrađene

učiti da posto

materijala k

im mlazom s

im mlazom p

m mlazom [6]

aliteta obrađen

elikim brzinam

roduktivnost

rađene površin

e površine m

oji velika ra

koji se obrađ

1

su:

prikazan je n

ne površine na

ma kretanja

rezanja [6]

ne [6]

mijenja ovisn

azlika u visin

đuje, odnosn

15

na

a

no

ni

no

dubini re

reza, odn

reza, odn

M

6.4.

eza. Hrapavo

nosno veća k

nosno na izla

Sl

Mikro struktu

osti, tj. visin

kvaliteta obr

asku iz mater

lika 6.3. Primj

ura rezne pov

Slik

ne neravnina

rade je na ul

rijala [6].

jeri obrađene

vršine pokaz

ka 6.4. Mikro s

a profila zn

lasku mlaza

površine u ov

zala je da po

struktura rezn

natno su man

u materijal

visnosti od dub

ostoje sljedeć

ne površine [1

nje na manj

nego na već

bine reza h [6]

će zone prik

12]

1

jim dubinam

ćim dubinam

]

kazane na sli

16

ma

ma

ci

Pr

a zatim p

otpora re

između h

M

karakteri

vrsta abr

materijal

N

velika br

malu kva

promjero

mlaznico

rada i kv

najčešće

vode, pro

površine

ri prvom uda

počinje rezan

ezanju mater

hrapave i gla

Međutim, brz

stike obrađe

raziva koji

l obradka itd

Slika 6.

Na slici 6.5.

rzina rezanja

alitetu i nisk

om mlaznic

om. Površina

valitetom pov

tražena. U

otoka i količ

3 (Q3) i dob

aru mlaza u

nje. Zona ini

rijala. Gornji

atke zone mo

zina kretanja

ene površine

se koristi, u

d. [6].

.5. Različite kv

prikazana j

a (velika pro

ku točnost ob

ce, malim

a 2 (Q2) – g

vršine nisu

ovom slučaj

čine abraziv

bivena je sm

materijal do

icijacije se o

i dio rezne z

ože biti poste

a obradka i

e, već ovise

udaljenost m

valitete obrađ

je različita

oduktivnost)

brade. Takođ

ili nedovolj

grubi rez se

dominantni.

ju postignut

va. Kvaliteta

manjenjem br

olazi do stvar

odlikuje nešt

zone je glada

epen ili skok

dubina reza

od niza para

mlaznice od

đene površine

kvaliteta ob

) dobiva se

đer ova se v

jnim pritisk

također ost

Kvaliteta p

to je usklađi

a površine 4

rzine kretanj

ranja malog

o većom hra

ak, dok je do

kovit. [12].

a nisu jedini

ametra kao š

površine o

abrazivnim v

brađene pov

površina 1 (

vrsta površin

kom vode

tvaruje kada

površine 3 (Q

ivanje brzine

(Q4) - fini

ja obradka. K

kratera (zon

apavošću zbo

onji dio hrap

parametri k

što su radni p

obradka, pro

odenim mlazo

vršine. Kada

(Q1) – izraz

ne može dob

ili starom

a zahtjevi za

Q3) – srednj

e obradka, p

rez je bolja

Kvaliteta po

1

na inicijacije

og povećano

paviji. Prijela

koji utječu n

pritisak vod

otok abraziv

om [6]

a je potrebn

zito gruba, u

biti sa velikim

(oštećenom

a tolerancijom

ja kvaliteta j

pritiska mlaz

a od kvalite

ovršine 5 (Q5

17

e),

og

az

na

de,

va,

na

uz

m

m)

m

je

za

te

5)

– super f

brzinama

6.1.

U

površine

N

površine

udaljenos

Isto tako

koja se o

zaključiti

hrapavos

fino je vrlo v

a obradka pr

Utjecaj p

obrađen

Utjecaj param

ovisi o:

• udaljen

• pomoćn

• radnog

• kut nag

Na slici 6.6. p

koja se ob

sti mlaznice

se može vid

obrađuje, tak

i da smanjiv

st površine. Š

Slika 6.6. Utj

visoka i post

i čemu vrije

parametar

ne površine

metara obra

nosti mlaznic

ne brzine (br

pritiska vod

giba rezne gla

prikazan je u

brađuje, na

od površine

djeti da Rz n

ko da hrapav

vanje razmak

Što znači da

ecaj udaljeno

tiže se kod v

me obrade n

a obrade a

ade abraziv

ce od obrađe

rzine kretanj

de

ave

utjecaj udalj

različitim d

e obradka ra

naglo raste k

vost postaje

ka između m

postoji optim

osti mlaznice o

t =

vrlo visokih

nije kriterij z

abrazivnim

vnim voden

ne površine

a obradka)

enosti mlazn

dubinama re

aste i parame

kada se mlazn

velika neovi

mlaznice i ob

malna udalje

od površine ob

dubina reza [

preciznih d

za izbor režim

m vodenim m

im mlazom

nice od povr

eza. Može s

etar hrapavo

nica udalji v

isno o dubin

bradka (manj

enost između

brade na hrap

6]

dijelova, ali s

ma obrade [6

mlazom na

m na kvalite

ršine obrade

se uočiti da

osti obrađene

više od 3 mm

ni reza. Tako

nje od 2 mm

u mlaznice i

avost obrađen

1

sa vrlo malim

6].

a kvalitetu

etu obrađen

e na hrapavo

sa porastom

e površine R

m od površin

ođer, može s

) ne smanjuj

obradka. [6

ne površine,

18

m

ne

ost

m

Rz.

ne

se

je

6]

N

površine

povećava

vrijednos

hrapavos

područjim

Također

do poveć

N

koja se o

manje vr

rezultat č

finije kris

koja se o

većim du

Na slici 6.7.

Rz, na razli

a i Rz. Za v

sti pomoćne

st sa poveća

ma manjih b

smanjenjem

ćanja kvalitet

Slika 6.7. U

Na slici 6.8. j

brađuje Rz. M

ijednosti odn

činjenice da

stale, a finiji

brađuje. I na

ubinama reza

prikazan je

čitim dubina

vrijednosti p

e brzine od

anjem pomo

brzina pomo

m brzine pom

te površine k

Utjecaj pomoć

e prikazan u

Može se vid

nosno, hrapa

se sa poveća

i kristali abra

a ovoj slici s

a [6].

e utjecaj pom

ama reza. Sa

pomoćne brz

50 mm/mi

ćne brzine n

oćnog kretan

moćnog kreta

koja se obrađ

ćne brzine na

utjecaj radno

djeti da za ve

avost površin

anjem pritisk

aziva daju fi

se primjećuje

moćne brzin

a slike se vid

zine od 10 m

in na istoj

na većim du

nja kvaliteta

anja ispod 20

đuje [6].

hrapavost ob

og pritiska vo

eće vrijednos

ne koja se ob

ka vode krut

iniju obradu

e da je hrapa

ne na param

di da se pov

mm/min, Rz

dubini reza

ubinama rez

a po dubini

0 mm/min, u

rađene površi

ode na param

sti radnog pr

brađuje je m

ti kristali abr

odnosno ma

avost obrađe

metar hrapavo

većanjem po

z je duplo m

a. Može se

za značajno

je približno

u ovom sluč

ine, t = dubina

metar hrapav

ritiska vode,

manja. Ova po

raziva lome n

anju hrapavo

ene površine

1

osti obrađen

moćne brzin

manji nego z

zaključiti d

raste, a da

o konstantn

aju ne dovod

a reza [6]

vosti površin

Rz ima

ojava je

na manje,

ost površine

veća na

19

ne

ne

za

da

u

na.

di

ne

N

Najčešće

Različitim

površine.

90° [12].

Slika

Na slici 6.9.

e se koristi p

m kutovima

. Eksperimen

a 6.8. Utjecaj r

je prikazan

pravi kut i

a mogu se p

ntalno je utv

Slika 6.9. Utj

radnog pritisk

n utjecaj kut

tada je, ugl

postići različ

vrđeno da je

ecaj kuta nag

ka vode na hra

ta nagiba re

lavnom, najv

čite dubine r

e za veće brz

giba rezne glav

apavost obrađ

ezne glave n

veći utjecaj

rezanja i raz

zine posmak

ve na dubinu r

đene površine

na izgled re

mlaza vode

zličite kvalit

ka pogodniji

rezanja [12]

2

[6]

zne površin

e na obradak

tete obrađen

kut manji o

20

ne.

k.

ne

od

7. M

0,01

danas

ovisi

mm.

gdje b

MICRO J

Micro-jet

mm), gdje

s se može p

od cijevi za

Ovaj postup

bi konvencio

JET REZ

rezanje je m

greška teži

proizvesti m

a fokusiranje

pak je naroč

onalni water

ZANJE

moguće ostva

nuli. Kod r

mlaz od 0,2 m

e. Današnjom

čito pogodan

r jet dostigao

Slika 7.1. M

Slika 7.2. Mic

ariti samo sa

rezanja mikr

mm. Maksim

m tehnologij

n za kompo

o odavno svo

Micro jet stroj

cro jet rezanje

a komponent

ro mlazom

malna debljin

ijom može s

nente koje z

oje granice.

[10]

e [11]

tama velike p

sa dodavanj

na materijal

se rezati mat

zahtijevaju v

2

preciznosti (

jem abraziv

a koji se rež

terijal i do 4

veliku točno

21

(±

va,

že

40

ost

8. S

Pr

nekonven

vrsta mat

radi upot

Upotrebo

mogućno

pogledu

te uspore

St

predstavl

konturna

D

1.

2.

3.

4.

5.

6.

STROJ Z

rema dosad

ncionalna m

terijala. Stro

trebom dvij

om raznovrs

osti rezanja,

želi opisati

edba same ob

troj koji vr

lja suvremen

a rezanja, naj

Dijelovi stroja

Visokotlačn

Dovod vod

Dovod abra

Mlaznica z

Miješalica v

Vodeni mla

ZA OBRA

dašnjim isku

metoda voden

oj služi za gl

e vrste mla

snih abrazijs

te povećanj

sam stroj, te

brade voden

ši obradu m

ni proizvod

jčešće ravnih

Slika

a:

na pumpa

de

aziva

a vodu

vode i abraz

az

ADU VO

ustvima i up

nog mlaza p

latko rezanj

aza, a to su

skih čestica

je samih brz

e njegovi sas

im mlazom

materijala vo

d vrhunske t

h (2D) dijelo

a 8.1. Stroj za

ziva

ODENIM

potrebom vo

postala je na

e, probijanje

obični vod

povećava se

zina rezanja

stavni dijelo

na ostale nek

odenim mla

tehnologije

ova. [8]

rezanje voden

MLAZO

odenog mla

ajbolja meto

e i graviranj

deni mlaz, te

e sama efika

a. U ovom p

ovi, vrste ma

konvenciona

zom složen

(slika 8.1.)

nim mlazom [1

OM

za za obrad

oda za rezan

e većine ma

e abrazivni

asnost i ispl

poglavlju se

aterijala koje

alne metode

i je obradni

Namijenjen

13]

2

du materijal

nje skoro svi

aterijala. Stro

vodeni mla

ativost stroj

u što boljem

e može rezat

.

i sustav, ko

n za precizn

22

la,

ih

oj

az.

a,

m

ti,

oji

na

23

7. Obradak

8. Rešetkasti stol za obradu

9. Spremnik za vodu nakon obrade

Centralni dio stroja za rezanje vodenim mlazom je visokotlačna pumpa, koja potiskuje

hidrauličnu tekućinu (ulje) u pojačivač tlaka. Pojačivač tlaka obično se sastoji od dva cilindra

sa različitim unutarnjim promjerom. Cilindar sa većim unutarnjim promjerom obično pogoni

hidraulično ulje pod visokim tlakom. Tlak u drugom cilindru ovisi o razlici u promjerima

cilindara, tj. poprečnih presjeka cilindara. Ovaj omjer najčešće se kreće u granicama 1:10 i

1:25. Zbog ovakvog omjera poprečnih presjeka, tlak vode u drugom cilindru doseže

vrijednost od 4000 bar i više. [8]

Stroj može biti CNC navođen, što znači da računalo izračunava poziciju i putanju,

vodeći alat u jednoj ili više osi, dok su noviji strojevi opremljeni robotskim rukama, koje

vode alat u svih šest osi s 0.2 - 0.3 mm preciznosti i putanjom ponavljanja do približno ± 0,5

mm. Željeni obradak nacrta se u 2D ili 3D obliku pomoću CAD programa, te prenese u

kontrolnu kutiju stroja. Prije početka obrade neke vrste materijala, potrebno je unijeti podatke

o debljini materijala kao i željenu preciznost , dok CNC izračunava ostale strojne parametre

(brzinu rezanja). [8]

Virtualno svi geometrijski oblici mogu biti izrezani, jedino ograničenje predstavljaju

mali provrti, čiji promjer treba biti veći od promjera vodenog mlaza. Stezanje materijala je

relativno jednostavno, jer zbog male snage (u stroju su zajedno jedna ili dvije osi) dodatno

stezanje nije potrebno. Kvaliteta strojne površine navedene kao hrapavost izrezane površine

najviše ovisi o brzini rezanja, koja ovisi o tipu i debljini materijala. [8]

8.1. Visoko tlačna pumpa

Na ulazu u sustav za generiranje visokog tlaka postavlja se filter koji osigurava

zahtijevanu kvalitetu vode. Osnovni dio sustava za generiranje visokog tlaka je hidraulična

pumpa, pri čemu se najčešće koriste dvije vrste:

• hidraulična pumpa sa radilicom (slika 8.2.)

• hidraulična pumpa sa pojačivačem (slika 8.3.)

Hidraulična pumpa sa radilicom prikazana na slici 8.2. koristi se za srednje i niske

tlakove (do 270 MPa). Na radilicu koja je vezana za elektromotor, povezana su tri ili više

klipa ko

jednosmj

donji pol

neophodn

pumpe ni

A

pumpe s

elektrom

ili druge

koji se d

pričvršće

fluid (ulj

Time će

prostor u

desnom

potisnuti

cilindru,

oji se kreću

jerni ventil k

ložaj voda s

no osigurati

ije preporuč

Ako je potreb

sa jednim i

motora (slika

strane velik

definira posr

ena i dva ma

e) kreće lije

se otvoriti v

unutar lijevog

stranom, kl

u lijevu izl

otvoriti ven

u stalnom

koji povlači

se dalje poti

konstantan

ljiva za veće

Slik

bno ostvarit

ili više poj

8.3.) potisk

kog naizmjen

redstvom pr

anja klipa, je

vom stranom

ventil u cilin

g cilindra. P

ipovi se po

laznu stranu

ntil koji pov

brzinom. P

određenu k

iskuje i dola

i laminaran

e tlakove.

ka 8.2. Hidrau

ti i veće prit

ačivača. Hi

kuje radni flu

nično pokret

rogramirano

edan u lijevo

m, klipovi će

ndru manjeg

reusmjerava

omiču u lije

u, pri čemu

vlači vodu

Pomicanjem

količinu vod

azi do sljede

protok vode

ulična pumpa s

tiske vode, t

idraulična p

uid (ulje) kro

tanog klipa,

g logičkog

om, a drugi u

e biti potisnu

g klipa, te v

anjem razvod

evu stranu. T

će se na de

iz desne us

klipa u g

de u cilindar

ećeg cilindra

e visokog tla

sa radilicom [

tj. tlakove iz

pumpa, koja

oz lijevu ili

u zavisnost

kontrolora (

u desnom cil

uti iz lijevog

voda iz lijeve

dnika, tako d

Tada će se

esnoj strani

sisne strane.

gornji polož

. Njegovim

a. S obzirom

aka, ova vrst

[7]

znad 400 M

a je pogonj

desnu stranu

ti od položaj

(PLC). Za v

lindru. Ako

g položaja pr

e ulazne stra

da se radni f

voda iz lij

pojačivača,

Proces se

2

žaj otvara s

spuštanjem

m na to da j

ta hidrauličn

MPa koriste s

jena pomoć

u, tj. sa jedn

ja razvodnik

veliki klip s

se hidrauličn

rema desnom

ane ispunjav

fluid potiskuj

evog cilindr

tj. u desnom

naizmjeničn

24

se

u

je

ne

se

ću

ne

ka

su

ni

m.

va

je

ra

m

no

ponavlja,

presjeka

Jo

prigušiva

oscilacija

dovesti d

voda vis

predstavl

proizvod

kod pump

H

i imaju d

brtvi zna

, a intenzite

velikog i ma

oš jedan važ

ač. S obziro

a u pritisku

do grešaka p

okog pritisk

lja posudu p

di pojačivač

mpi sa radilico

Hidraulične p

duži vijek tra

tno veća.

et pojačanja

alog klipa. [1

žan element

om na to da

vode, tj. do

pri rezanju,

ka, prije dol

od visokim p

i proslijedi

om, jer one d

Slika

pumpe sa poj

ajanja, jer pu

a pojačivača

12]

pumpe sa p

a je nemino

o njenog ritm

odnosno poj

laska do rez

pritiskom ko

konstantan

daju gotovo

a 8.3. Hidrauli

jačivačima s

umpa sa radi

a proporcion

pojačivačima

vno naizmje

mičnog struj

jave vidljivi

zne glave, p

oja ima zada

i stabilan m

konstantan p

ična pumpa sa

su skuplje, a

ilicom radi u

nalan je odn

a je tzv. aku

enično pom

janja na izla

ih tragova n

prolazi kroz

atak da ublaž

mlaz vode. Pr

pritisak. [12

a pojačivačem

ali su im zato

u više taktov

nosu površi

umulator prit

micanje klipo

azu iz mlazn

na reznoj pov

akumulator

ži fluktuacije

rigušivač nij

]

m [7]

o niži troško

va pa je potro

2

ina poprečni

tiska odnosn

ova dolazi d

nice što mož

vršini. S tog

r pritiska ko

e pritiska koj

je neophoda

ovi održavanj

ošnja ventila

25

ih

no

do

že

ga

oji

je

an

ja

a i

8.2.

R

efikasnos

D

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

S

tlak, mla

protivnom

obrade. D

izuzetno

Rezna gl

Rezna glava

st postupka r

Dijelovi rezne

Voda pod v

Dijamant il

Abraziv

Cijev u koj

Mlaznica

Mlaz

Materijal k

obzirom da

zu vode koj

m bi došlo

Da bi zadov

precizno izr

lava

je predmet

rezanja mlaz

e glave (slik

visokim tlako

li rubin

oj se miješa

oji režemo

a je promjer

i izlazi iz m

do proširen

voljili ovaj

rađen konusn

stalnog usav

zom vode, al

Slika 8.

ka 8.4.):

om

abraziv s vo

izlazne cije

mlaznice mor

nja izlaznog

uvjet koris

ni otvor. Ml

vršavanje, je

li i izgled po

.4. Rezna glav

odom

evi jako mal

ra se u potpu

g promjera

sti se sitan

laz vode pod

er rezna gla

ovršine koja

va [12]

i i da na vo

unosti omogu

što bi utjec

dio rubina

d visokim tla

ava može jak

se obrađuje.

du djeluje iz

ućiti da bude

calo na dalj

ili dijamant

akom kroz o

2

ko utjecati n

zuzetno viso

e centriran. U

jnju kvalitet

ta u kome j

otvor u rubin

26

na

ok

U

tu

je

nu

27

ili dijamantu. Rubin ili dijamant su jako tvrdi materijali te nisu skloni deformacijama ili

oštećenjima.

U reznoj glavi, odnosno u cijevi za miješanje, dolazi do miješanja vode pod visokim

tlakom i abrazivnih čestica koje se iz posebnog rezervoara dovode do rezne glave. Proces

miješanja je dosta složen s obzirom na turbulentnu prirodu mlaza. Na vodu djeluje visoki

tlak, te se vodeni mlaz kreće velikom brzinom što rezultira velikom količinom kinetičke

energije. Voda u cijevi za miješanje zahvaća abrazivne čestice i ubrzava ih, odnosno predaje

im dio kinetičke energije. Drugi dio energije se gubi. S obzirom na to da voda pri velikoj

brzini zahvaća abrazivne čestice, tu dolazi do njihovog lomljenja na koje se troši određena

količina energije. Gubici energije se javljaju i uslijed udara čestica o zidove cijevi koji dovodi

do daljnjeg loma čestica. Dolazi i do međusobnog sudara čestica, tako da već pri samom

formiranju mlaza dio čestica bude toliko usitnjen da predstavlja otpad. Čestice u mlazu

rotiraju ogromnim brzinama koje se kreću od nekoliko tisuća do 5 milijuna okretaja u

sekundi. Od abrazivnih čestica se zahtijeva da su otporne na raslojavanje i da su tvrde.

Abrazivne čestice i slomljene abrazivne čestice lokalno ometaju protok vode, tj.

smanjuju ga. Mlaz vode potom izlazi kroz izlaznu cijev koja, osim što služi za fokusiranje

mlaza, služi i za povećanje brzine istjecanja i povećanje kinetičke energije s obzirom na to da

u njoj dolazi do konačne redukcije poprečnog presjeka mlaza. Zbog udara abrazivnih čestica

o unutrašnje zidove cijevi za usmjeravanje dolazi do njenog trošenja koje je naročito izraženo

u gornjem dijelu cijevi. Zbog trenja između abraziva i zidova cijevi, koje može utjecati na

smanjenje brzine mlaza, preporučuje se da izlazna cijev (cijev za fokusiranje) ne bude jako

dugačka, pri čemu joj promjer treba biti do pet puta veći od promjera abrazivnih čestica.

Nastali mlaz ima približno cilindrični oblik, a njegov oblik i dimenzije ovise o:

dimenziji mlaznice, obliku cijevi za fokusiranje, vrste abrazivnog materijala, masenog

protoka abraziva, udaljenosti cijevi za fokusiranje od površine obradka. Zbog utjecaja okoline

mlaz kontinuirani oblik zadržava samo na malom segmentu nakon napuštanja mlaznice, te je

zbog toga poželjno da rezna glava bude što bliže obradku (1 - 3 mm). Mlaz gubi energiju i

mijenja oblik u zavisnosti od smjera rezanja, brzine mlaza i tipa i debljine obratka.

Iskorištena voda se, pomoću posebnih sustava, može reciklirati i ponovo koristiti za

proces rezanja, premda je ponekad dovoljno izvršiti standardni proces filtriranja prethodno

korištene vode. Sustav za vodo – abrazivno rezanje troši svega do 4 litre vode u minuti.

Najčešće se koriste Garnet abrazivna zrna. Njihova potrošnja se, obično, kreće u granicama

od 0,25 do 0,68 kg/min, a mogu se i reciklirati.

Su

prilagodi

obrađivan

abraziva

debljini m

8.3.

V

mlazom v

što je ve

izrade ko

dozvoljav

datotekam

izraditi, a

na osnov

razvijeni

sati, radn

ustav za do

iti ostalim

nog materija

prilagođava

materijala ko

Sustav z

Veoma je po

vode. To po

eoma bitno

omada bez p

vaju). Račun

ma. To znač

a potom dok

vu crteža de

su do te mj

nik može obu

vod abraziv

uvjetima. R

ala. U poslje

a samo proto

oji se reže. [1

a upravlja

oželjno upotr

ospješuje pre

pri proizvo

prethodne iz

nalni sustav

či da u nek

kument u ko

efinirati puta

mjere da se b

učiti za rad u

Slika 8

va do rezne

Ranije se p

ednje vrijem

oku vode, do

12]

anje pomoć

rebljavati ra

eciznost reza

dnji velikih

zrade radioni

za kontrolu

kom CAD so

me je nacrta

anju rezne g

bez prethodn

u njemu. [12

.5. Računalni

glave je do

protok abra

me je taj susta

ok se brzina

ću računala

ačunalni sus

anja i otvara

h serija, a uj

ičkih crteža

u nad proces

oftware-u m

an element im

glave. Softw

nog znanja o

2]

sustav stroja

osta složen, j

aziva prilag

av pojednost

kretanja ml

a

tav za uprav

a mogućnost

ujedno pruža

(ukoliko to

som rezanja

možemo nacr

mplementira

ware za uprav

o programira

za vodeno rez

jer protok a

gođavao vrs

tavljen time

aznice prilag

vljanje proc

automatizac

a mogućnost

o vrsta i nam

kompatibila

rtati elemen

ati u adekvat

vljanje proc

anju, a za sv

zanje

2

abraziva treb

sti i debljin

što se proto

gođava vrsti

cesom rezanj

cije postupk

t jednostavn

mjena komad

an je sa CA

nt koji želim

tan software

cesom rezanj

vega nekolik

28

ba

ni

ok

i i

ja

ka,

ne

da

D

mo

e i

ja

ko

9. P

N

izrezivan

Širina rez

prirubnic

maksima

PRAKTIČ

Na stroju za r

nje prirubnic

za je 1.5 mm

ca abrazivnim

alnoj iskorist

ČNI RAD

rezanje abraz

a dimenzija

m. Na slikam

m vodenim m

tivosti mater

Slika 9.1

D – IZRE

zivnim vode

200 x 300 x

ma 9.1., 9.2. i

mlazom, gdj

rijala.

1. Izrezivanje

EZIVAN

enim mlazom

x 20 mm iz p

i 9.3. se mož

e se između

prirubnica na

NJE PRIR

m model NC

ploče dimenz

že vidjeti pos

ostalog vod

a stroju NC 30

RUBNIC

3015 EB za

zija 2000 x 1

stupak izrezi

dilo i računa

015 EB

2

A

adano je

1000 mm.

ivanja

o

29

Slika 9.2

Slika 9.3

2. Izrezivanje

3. Izrezivanje

prirubnica na

prirubnica na

a stroju NC 30

a stroju NC 30

015 EB

015 EB

3

30

P

MODEL

Proizvođ

Upravljač

Radni sat

Posuda s

Program:

Resato pu

4 x rezne

nadograd

2 x dozat

Sustav za

ODACI O S

L NC 3015 E

đač WJS - pr

čka jedinica

ti stroja: cca

a tlakom za

: IGEMS R8

umpa od 100

e glave od če

dnja za abraz

tor za pijesak

a automatsko

Slika 9.4

STROJU:

B

roizvodnja: 2

: Fanuc 18i

a 5000 sati

pijesak: 200

8

0 KS, 7.6 l/m

ega: 2 glave

zivno rezanje

k

o ispumpava

. Stroj za reza

2007/08

0 l

min, 3800 ba

za abrazivno

e)

anje pijeska,

anje vodenim

ara

o + 2 glave z

1x sandpipe

mlazom NC 3

za rezanje či

er

3015 EB

istom vodom

3

m (moguća

31

32

Tablica 2 Tehnički podaci o stroju NC 3015 EB [14]

Radni stol veličine (X*Y) 3200 x 1750 mm

Rezna površina 3100 x 1510 mm

X os 2270 mm

Y os 1510 mm

Z os 175 mm

Pozicijska preciznost +/-0,05 mm na 1000 mm

Preciznost ponavljanja +/- 0,025 mm

Brzina napajanja vodom u X i Y osi 10 000 mm/min

Napajanje u Z osi 4000 mm/min

Min. udaljenost reznih glava 90 mm

Max. udaljenost reznih glava 1500 mm

33

10. ZAKLJUČAK

Tehnologija obrade materijala vodenim mlazom je u posljednjih nekoliko desetljeća

doživjela veliki razvoj. Od prvih primjera upotrebe vodenog mlaza do danas takav oblik

obrade materijala bilježi snažan rast. Postupak vodenog mlaza je konkurentan drugim

tehnologijama budući ga lako upotrebljavamo za obradu većine materijala, potrebna je

minimalna energija, nema toplinske deformacije obrađivanog materijala i ekološki je

prihvatljiv postupak.

Tehnologija obrade vodenim mlazom upotrebljava se u različite svrhe, tako da sve

više zamjenjuje obrade plazmom i laserom s tim da ima širu primjenu. Obrađuju se svi

metalni i nemetalni materijali, male i velike tvrdoće. Najčešće operacije koje se koriste su

rezanje, čišćenje površina, poliranje površina itd. U svim slučajevima mehanizam obrade se

zasniva na erozijama.

Sve veća ekološka svjesnost, efikasnost, brzina rada i ekonomičnost su razlozi zbog

kojih obrada vodenim mlazom ima odlične predispozicije u budućnosti za primjenu na

tržištu.

34

11. LITERATURA

[1] http://www.ssfs.si/download/Nekonvencionalni_procesi/Vsa%20predavanja.pdf

[2] http://lab.fs.unilj.si/lat/nekProc/NP%20AVC%20rezanje.pdf [3] https://hr.wikipedia.org/wiki/Rezanje_vodenim_mlazom [4] http://lab.fs.uni-lj.si/lat/nekProc/AVC_Uvod-2.pdf [5] http://www.aquarez.rs/waterjet.html

[6] Prof. Dr. Nedić B. i Mr. Baralić J. :“OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM

MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE“, str. 249-253

[7] Hloch, S.; Valiček, J.; Stoić, A.; Kozak, D.; Samardžić, I.; Novak-Marcinčin, J.;

Modrak, V.: Rezanje mlazom vode, Sveučilišni udžbenik, Slavonski Brod, 2011.

[8] Tehnički glasnik 8, 3(2014), str. 245-251

[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Water_jet_cutter

[10] http://www.incodema.com/processes/MicroCut-Cutting.aspx

[11] http://www.waterjet.ch/en

[12] www.mf.ucg.ac.me/materijal/1382468944Water_Jet.pdf [13] www.fsb.hr/kas/.../2Nekonvencionalne%20obrade%20ECM-EDM-WJ.pps

[14] http://www.wjdido.com/index.php/2012-03-25-10-34-51/masina-trenutno-u-ponudi

35

12. PRILOZI

12.1. Popis slika

Slika 1.1. – Rezanje vodenim mlazom………………………………………………….1

Slika 2.1. – Povijesni razvoj raspršivača………………………………………………..2

Slika 3.1. – Rezanje čistim vodenim mlazom…………………………………………..3

Slika 3.2. – Nastanak vodenog mlaza...……..…………………………………………..3

Slika 3.3. – Struktura vodenog mlaza...……..…………………………………………..4

Slika 3.4. – Obrada čistim vodenim mlazom...……..……………….…………………..5

Slika 4.1. – Abrazivni vodeni mlaz …………………………………………………….6

Slika 4.2. – Obrada abrazivnim vodenim mlazom ……………………………………..6

Slika 4.3. – Suspenzijski vodeni mlaz ………………………………………………….7

Slika 4.4. – Injekcijski vodeni mlaz ………………………………………...………….8

Slika 4.5. – Oblici abrazivnog sredstva mlaz …………………………………………..9

Slika 4.6. – Uvećan prikaz abrazivnih čestica…………………………………………10

Slika 4.7. – Oblici abrazivnog vodenog mlaza………………………………………...11

Slika 4.8. – Princip odnošenja materijala abrazivnim vodenim mlazom………………12

Slika 4.9. – Utjecaj parametara abrazivnog vodenog mlaza na kvalitetu rezanja……...12

Slika 5.1. – Postupci obrade materijala vodenim mlazom……………………………..14

Slika 6.1. – Izgled površine obrađene abrazvnim vodenim mlazom…………………..15

Slika 6.2. – Utjecaj brzine kretanja predmeta obrade na kvalitetu obrađene površine ..15

Slika 6.3. – Primjeri obrađene površine u ovisnosti od dubine reza h…………… …...16

Slika 6.4. – Mikro struktura rezne površine……………………………………………16

Slika 6.5. – Različite kvalitete obrađene površine abrazivnim vodenim mlazom……..17

36

Slika 6.6. – Utjecaj udaljenosti mlaznice od površine obrade na hrapavost obrađene

površine………………………………………………………………………………...18

Slika 6.7. – Utjecaj pomoćne brzine na hrapavost obrađene površine………….……..19

Slika 6.8. – Utjecaj radnog pritiska vode na hrapavost obrađene površine……………20

Slika 6.9. – Utjecaj kuta nagiba rezne glave na dubinu rezanja……………………….20

Slika 7.1. – Micro jet stroj……………………………………………………………..21

Slika 7.2. – Micro jet rezanje…………………………..……........................................21

Slika 8.1. – Stroj za rezanje vodenim mlazom………..……..........................................22

Slika 8.2. – Hidraulična pumpa sa radilicom………..……............................................24

Slika 8.3. – Hidraulična pumpa sa pojačivačem…….....................................................25

Slika 8.4. – Rezna glava…………………………..……................................................26

Slika 8.5. – Računalni sustav stroja za rezanje……..…….............................................28

Slika 9.1. – Izrezivanje prirubnica na stroju NC 3015 EB……………………………..29

Slika 9.2. – Izrezivanje prirubnica na stroju NC 3015 EB……………………………..30

Slika 9.3. – Izrezivanje prirubnica na stroju NC 3015 EB……………………………..30

Slika 9.4. – Stroj za rezanje vodenim mlazom NC 3015 EB..........................................31

37

12.2. Popis tablica

Tablica 1 - Područje primjene vodenog i abrazivnog mlaza………….…….…………13

Tablica 2 - Tehnički podaci o stroju NC 3015 EB…………………………………….32