قاطع نفاث مائي

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

رسم تخطيطي لقاطع نفاث الماء
  1. مدخل مياه عالي الضغط
  2. جوهرة (ياقوت أو ماس)
  3. مادة كاشطة (العقيق)
  4. أنبوب الخلط
  5. يحمي
  6. نفاثة الماء القاطعة
  7. مادة مقطوعة

قاطع النفث المائي ، المعروف أيضًا باسم النفث المائي أو النفث المائي ، هو أداة صناعية قادرة على قطع مجموعة واسعة من المواد باستخدام نفث مائي عالي الضغط للغاية، أو خليط من الماء ومادة كاشطة. يشير مصطلح النفث الكاشط تحديدًا إلى استخدام خليط من الماء ومادة كاشطة لقطع المواد الصلبة مثل المعادن أو الحجر أو الزجاج، بينما يشير مصطلحا النفث المائي النقي والقطع بالماء فقط إلى القطع بالنفث المائي دون استخدام مواد كاشطة إضافية، ويُستخدم غالبًا للمواد الأكثر ليونة مثل الخشب أو المطاط. [ 1 ]

تُستخدم تقنية القطع بنفث الماء بكثرة في تصنيع أجزاء الآلات. وهي الطريقة المُفضلة عندما تكون المواد المراد قطعها حساسة لدرجات الحرارة العالية الناتجة عن الطرق الأخرى؛ ومن أمثلة هذه المواد البلاستيك والألومنيوم. تُستخدم تقنية القطع بنفث الماء في العديد من الصناعات، بما في ذلك التعدين والفضاء ، لأغراض القطع والتشكيل والتوسيع . [ 2 ]

تاريخ

ماكينة قطع CNC بنفث الماء

تقنية القطع المائي

على الرغم من أن استخدام الماء عالي الضغط في عمليات التعرية يعود إلى منتصف القرن التاسع عشر مع التعدين الهيدروليكي ، إلا أن استخدام نفاثات الماء الضيقة كأداة قطع صناعية لم يبدأ إلا في ثلاثينيات القرن العشرين. في عام ١٩٣٣، طورت شركة "بيبر باتنتس" في ولاية ويسكونسن آلة لقياس الورق وقطعه ولفه، تستخدم فوهة نفاثة مائية تتحرك قطريًا لقطع ورقة متصلة تتحرك أفقيًا. [ ٣ ] كانت هذه التطبيقات المبكرة تعمل بضغط منخفض ومقتصرة على المواد اللينة كالورق.

تطورت تقنية القطع بنفث الماء في فترة ما بعد الحرب، حيث سعى الباحثون حول العالم إلى إيجاد طرق جديدة لأنظمة قطع فعالة. في عام 1956، طور كارل جونسون من شركة دوروكس إنترناشونال في لوكسمبورغ طريقة لقطع الأشكال البلاستيكية باستخدام نفث ماء عالي الضغط ذي تيار رقيق، إلا أن هذه المواد، كالورق، كانت مواد لينة. [ 4 ] وفي عام 1958، طورت بيلي شواتشا من شركة نورث أمريكان أفييشن نظامًا يستخدم سائلًا فائق الضغط لقطع المواد الصلبة. [ 5 ] استخدم هذا النظام مضخة ضغطها 100,000 رطل لكل بوصة مربعة (690 ميجا باسكال) لضخ نفث سائل فائق السرعة قادر على قطع سبائك عالية القوة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ PH15-7-MO. عند استخدام هذه الطريقة لقطع صفائح قرص العسل لطائرة نورث أمريكان إكس بي-70 فالكيري التي تبلغ سرعتها ماخ 3 ، نتج عن ذلك انفصال الطبقات بسرعة عالية، مما استدعى إجراء تغييرات على عملية التصنيع. [ 6 ]  

على الرغم من عدم فعاليته في مشروع XB-70، إلا أن المفهوم كان صحيحًا، واستمرت الأبحاث لتطوير تقنية القطع بنفث الماء. في عام 1962، استكشف فيليب رايس من شركة يونيون كاربايد استخدام نفث الماء النبضي بضغط يصل إلى 50,000 رطل لكل بوصة مربعة (340 ميجا باسكال) لقطع المعادن والحجر ومواد أخرى. [ 7 ] توسعت أبحاث إس جيه ليتش وجي إل ووكر في منتصف الستينيات في مجال القطع التقليدي بنفث الماء باستخدام الفحم لتحديد الشكل الأمثل للفوهة لقطع الحجر بنفث الماء عالي الضغط، [ 8 ] وركز نورمان فرانز في أواخر الستينيات على قطع المواد اللينة بنفث الماء عن طريق إذابة البوليمرات طويلة السلسلة في الماء لتحسين تماسك تيار النفث. [ ٩ ] في أوائل سبعينيات القرن العشرين، دفعت الرغبة في تحسين متانة فوهة النفاث المائي راي تشادويك ومايكل كوركو وجوزيف كوريفو من شركة بنديكس إلى ابتكار فكرة استخدام بلورات الكوروندوم لتشكيل فتحة النفاث المائي، [ ١٠ ] بينما قام نورمان فرانز بتطوير هذه الفكرة وصنع فوهة نفاث مائي بفتحة صغيرة تصل إلى ٠٫٠٠٢ بوصة (٠٫٠٥١ مم) تعمل بضغوط تصل إلى ٧٠٠٠٠ رطل لكل بوصة مربعة (٤٨٠ ميجا باسكال) . [ ١١ ] قام جون أولسن، بالتعاون مع جورج هورلبورت ولويس كابساندي في شركة فلو ريسيرش (التي أصبحت لاحقًا فلو إندستريز)، بتحسين الإمكانات التجارية للنفاث المائي من خلال إثبات أن معالجة الماء مسبقًا يمكن أن تزيد من العمر التشغيلي للفوهة. [ ١٢ ]     

ماكينة قطع بالماء خماسية المحاور

ضغط عالٍ

أصبحت الأوعية والمضخات ذات الضغط العالي ميسورة التكلفة وموثوقة مع ظهور الطاقة البخارية. وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، شاع استخدام قاطرات البخار، ودخلت أول محرك إطفاء فعال يعمل بالبخار حيز التشغيل. [ 13 ] ومع مطلع القرن العشرين، تحسنت موثوقية الضغط العالي، حيث أدت أبحاث القاطرات إلى زيادة ضغط الغلايات ستة أضعاف، ليصل بعضها إلى 1600 رطل لكل بوصة مربعة (11 ميجا باسكال) . ومع ذلك، كانت معظم مضخات الضغط العالي في ذلك الوقت تعمل بضغط يتراوح بين 500 و800 رطل لكل بوصة مربعة (3.4-5.5 ميجا باسكال) .    

تأثرت أنظمة الضغط العالي بشكل كبير بصناعات الطيران والسيارات والنفط. فقد طورت شركات تصنيع الطائرات، مثل بوينغ، موانع تسرب لأنظمة التحكم المعززة هيدروليكيًا في أربعينيات القرن العشرين، [ 14 ] بينما اتبع مصممو السيارات أبحاثًا مماثلة لأنظمة التعليق الهيدروليكية. [ 15 ] كما أدت الضغوط العالية في الأنظمة الهيدروليكية في صناعة النفط إلى تطوير موانع تسرب وحشوات متطورة لمنع التسربات. [ 16 ]

أدت هذه التطورات في تكنولوجيا منع التسرب، بالإضافة إلى انتشار استخدام البلاستيك في سنوات ما بعد الحرب، إلى تطوير أول مضخة ضغط عالٍ موثوقة. تطلب اختراع مارلكس ، الذي ابتكره روبرت بانكس وجون بول هوجان من شركة فيليبس بتروليوم، حقن عامل مساعد في البولي إيثيلين. [ 17 ] بدأت شركة مكارتني للتصنيع في باكستر سبرينغز، كانساس ، بتصنيع هذه المضخات عالية الضغط عام 1960 لصناعة البولي إيثيلين. [ 18 ] أرست شركة فلو إندستريز في كينت، واشنطن، الأساس للجدوى التجارية لتقنية القطع بنفث الماء، وذلك بتطوير جون أولسن لمكثف السوائل عالي الضغط عام 1973، [ 19 ] وهو تصميم تم تحسينه لاحقًا عام 1976. [ 20 ] ثم جمعت فلو إندستريز أبحاثها في مجال المضخات عالية الضغط مع أبحاثها في مجال فوهات القطع بنفث الماء، وأدخلت تقنية القطع بنفث الماء إلى عالم التصنيع.

نفاث الماء الكاشط

تطور فوهة القطع النفاث بالماء الكاشط

على الرغم من إمكانية القطع بالماء للمواد اللينة، إلا أن إضافة مادة كاشطة حوّلت نفاث الماء إلى أداة تشغيل حديثة لجميع المواد. بدأ هذا التطور عام ١٩٣٥ عندما طوّر إلمو سميث فكرة إضافة مادة كاشطة إلى تيار الماء لأغراض السفع الرملي السائل. [ ٢١ ] ثم قام ليزلي تيريل من شركة هايدروبلاست بتطوير تصميم سميث عام ١٩٣٧، مما أدى إلى تصميم فوهة تُنتج مزيجًا من الماء عالي الضغط والمادة الكاشطة لأغراض السفع الرطب. [ ٢٢ ]

يوجد اليوم نوعان مختلفان من ماكينات القطع بالماء الكاشط:

القطع بنفث الماء المعلق الكاشط (AWSJ)

يُعدّ نفاث الماء المعلق الكاشط (AWSJ)، والذي يُطلق عليه غالبًا اسم "نفاث الملاط" أو "نفاث الماء المعلق الكاشط (WAS)"، نوعًا خاصًا من نفاثات الماء الكاشط، ويُستخدم في عمليات القطع بنفاثات الماء. وعلى عكس نفاث حقن الماء الكاشط (AWIJ)، يتميز نفاث الماء المعلق الكاشط (AWSJ) [ 23 ] بأن عملية مزج المادة الكاشطة والماء تتم قبل وصولها إلى الفوهة. ونتيجةً لذلك، يتكون النفاث، على عكس نفاث حقن الماء الكاشط (AWIJ)، من عنصرين فقط: الماء والمادة الكاشطة.

بما أن نظام القطع النفاث بالماء الكاشط (AWSJ) يتكون من عنصرين فقط (الماء والمادة الكاشطة)، فإن تسريع حبيبات المادة الكاشطة بواسطة الماء يتم بكفاءة أعلى بكثير مقارنةً بنظام القطع النفاث بالماء الكاشط (AWIJ). [ 24 ] تصبح حبيبات المادة الكاشطة أسرع في نظام القطع النفاث بالماء الكاشط (WASS) مقارنةً بنظام القطع النفاث بالماء الكاشط (WAIS) عند استخدام نفس القدرة الهيدروليكية للنظام. لذا، يمكن إجراء عمليات قطع أعمق وأسرع نسبيًا باستخدام نظام القطع النفاث بالماء الكاشط (AWSJ).

على عكس عملية القطع بالنفث المائي (AWIJ) الموضحة أدناه، يمكن استخدام القطع بالنفث المائي الموجه بالماء (AWSJ) في تطبيقات القطع المتنقلة والقطع تحت الماء، بالإضافة إلى تشكيل المواد الصعبة. [ 25 ] [ 26 ] [ 23 ] تشمل الأمثلة التخلص من القنابل، [ 27 ] بالإضافة إلى تفكيك المنشآت البحرية [ 28 ] أو تفكيك أوعية ضغط المفاعلات في محطات الطاقة النووية. [ 29 ]

القطع بنفث الماء الكاشط (AWIJ)

تُنتج تقنية AWIJ [ 30 ] بواسطة نفاثة مائية تمر عبر حجرة خلط (تجويف) بعد خروجها من فوهة الماء، ثم تدخل أنبوب تركيز عند مخرج حجرة الخلط. ويؤدي تفاعل النفاثة المائية مع الهواء داخل حجرة الخلط إلى توليد ضغط سلبي، حيث تسحب النفاثة جزيئات الهواء. ويُستخدم هذا الضغط السلبي لنقل المادة الكاشطة هوائيًا إلى الحجرة (حيث تُوجّه المادة الكاشطة إلى فتحة جانبية في حجرة الخلط بواسطة خرطوم).

بعد ملامسة حبيبات المادة الكاشطة في حجرة الخلط بواسطة نفاث الماء، تتسارع هذه الحبيبات وتُحمل باتجاه أنبوب التركيز. ويصبح الهواء المستخدم كوسيط ناقل لنقل المادة الكاشطة إلى حجرة الخلط جزءًا من نفاث الماء والهواء، الذي يتكون الآن من ثلاثة مكونات (الماء - المادة الكاشطة - الهواء). وفي أنبوب التركيز، الذي يُفترض أن يكون طوله مثاليًا لهذا الغرض، تتسارع المادة الكاشطة أكثر (انتقال الطاقة من الماء إلى حبيبات المادة الكاشطة)، ويخرج نفاث الماء والهواء من أنبوب التركيز بأقصى سرعة ممكنة لحبيبات المادة الكاشطة.

التحكم في نظام النفاثات المائية

مع دخول تقنية القطع بنفث الماء إلى ورش التصنيع التقليدية، أصبح التحكم الدقيق والموثوق في أداة القطع أمرًا بالغ الأهمية. اعتمدت أنظمة القطع بنفث الماء المبكرة على أنظمة تقليدية مثل البانتوغرافات الميكانيكية وأنظمة التحكم الرقمي الحاسوبي [ 31 ] ، استنادًا إلى آلة التفريز NC التي صممها جون بارسونز عام 1952، والتي تعمل بلغة G-code . [ 32 ] كشفت التحديات الكامنة في تقنية القطع بنفث الماء عن قصور لغة G-code التقليدية. تعتمد الدقة على تغيير سرعة الفوهة عند اقترابها من الزوايا والتفاصيل. [ 33 ] حدث تقدم كبير في أوائل التسعينيات ، عندما طور جون أولسن أنظمة لتحديد موضع فوهة القطع بنفث الماء بدقة، مع تحديد السرعة بدقة في كل نقطة على طول المسار، باستخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصية الشائعة كوحدة تحكم. [ 34 ]

آلة قطع كاشطة كبيرة تعمل بنفث الماء
آلة قطع كاشطة كبيرة تعمل بنفث الماء

عملية

تعتمد جميع مضخات القطع النفاثة المائية على مبدأ واحد، وهو استخدام الماء عالي الضغط المُركّز في حزمة بواسطة فوهة. تُنجز معظم هذه المضخات ذلك عن طريق تمرير الماء أولاً عبر مضخة ضغط عالٍ . يوجد نوعان من المضخات المستخدمة لتوليد هذا الضغط العالي: مضخة التكثيف ومضخة الدفع المباشر أو مضخة عمود المرفق. تعمل مضخة الدفع المباشر بشكل مشابه لمحرك السيارة، حيث تدفع الماء عبر أنابيب الضغط العالي باستخدام مكابس متصلة بعمود المرفق . أما مضخة التكثيف، فتولد الضغط باستخدام الزيت الهيدروليكي لتحريك مكبس يدفع الماء عبر فتحة صغيرة. [ 35 ] [ 36 ] ثم ينتقل الماء عبر أنابيب الضغط العالي إلى فوهة المضخة النفاثة المائية. في الفوهة، يُركّز الماء في حزمة رفيعة بواسطة فتحة دقيقة. تُقذف هذه الحزمة من الماء من الفوهة، قاطعةً المادة برشها بنفث الماء بسرعة تصل إلى حوالي 3 ماخ ، أي ما يعادل 760 مترًا في الثانية . [ 37 ] تتشابه العملية في نفاثات الماء الكاشطة حتى يصل الماء إلى الفوهة. هنا، تُغذى المواد الكاشطة، مثل العقيق وأكسيد الألومنيوم ، إلى الفوهة عبر مدخل خاص. ثم يختلط الكاشط بالماء في أنبوب الخلط، ويُدفع خارجًا من الطرف بضغط عالٍ. [ 38 ] [ 39 ]  

فوائد

من أهم مزايا القطع بنفث الماء القدرة على قطع المواد دون التأثير على بنيتها الأصلية، لعدم وجود منطقة متأثرة بالحرارة . ويُتيح تقليل تأثير الحرارة قطع المعادن دون تشوهها أو التأثير على صلابتها أو تغيير خصائصها الجوهرية. [ 40 ] كما يُمكن الحصول على زوايا حادة، وحواف مشطوفة، وثقوب، وأشكال ذات أنصاف أقطار داخلية ضئيلة. [ 41 ]

تتميز قواطع النفاثات المائية بقدرتها على إنتاج قطع دقيقة في المواد. وباستخدام برامج متخصصة ورؤوس تصنيع ثلاثية الأبعاد، يمكن إنتاج أشكال معقدة. [ 42 ]

يمكن تعديل عرض القطع ، أو ما يُعرف بـ"شق القطع"، عن طريق استبدال أجزاء في الفوهة، بالإضافة إلى تغيير نوع وحجم المادة الكاشطة. يتراوح عرض القطع الكاشطة عادةً بين 1.0 و1.3 مم ، ولكن يمكن أن يصل إلى 0.51 مم . أما القطع غير الكاشطة، فيتراوح عرضها عادةً بين 0.18 و0.33 مم ، ولكن يمكن أن يصل إلى 0.076 مم ، وهو ما يُقارب سُمك شعرة الإنسان. تُمكّن هذه النفاثات الدقيقة من إنجاز تفاصيل دقيقة في نطاق واسع من التطبيقات.        

تتميز نفاثات الماء بقدرتها على تحقيق دقة تصل إلى 0.005 بوصة (0.13 مم) وقابلية تكرار تصل إلى 0.001 بوصة (0.025 مم) . [ 42 ]  

بفضل عرض القطع الضيق نسبيًا، يُمكن لتقنية القطع بنفث الماء تقليل كمية المواد الخردة الناتجة، إذ تسمح بتداخل الأجزاء غير المقطوعة بشكل أكثر تقاربًا من طرق القطع التقليدية. تستهلك نفثات الماء ما يقارب 1.9 إلى 3.8 لتر من الماء في الدقيقة (بحسب حجم فتحة رأس القطع)، ويمكن إعادة تدوير الماء باستخدام نظام مغلق. عادةً ما تكون مياه الصرف نظيفة بما يكفي لترشيحها والتخلص منها عبر المجاري. مادة العقيق الكاشطة غير سامة، ويمكن إعادة تدوير معظمها لاستخدامها مرارًا وتكرارًا؛ وإلا، فيمكن التخلص منها عادةً في مكب النفايات. كما تُنتج نفثات الماء كميات أقل من جزيئات الغبار والدخان والأبخرة والملوثات المحمولة جوًا، [ 42 ] مما يقلل من تعرض المشغل للمواد الخطرة. [ 43 ]    

يؤدي تقطيع اللحوم باستخدام تقنية النفث المائي إلى القضاء على خطر التلوث المتبادل نظرًا للتخلص من وسيط التلامس.

تعدد الاستخدامات

نفاثة مائية تقطع أداة معدنية

نظراً لإمكانية تعديل طبيعة تيار القطع بسهولة، يُمكن استخدام القطع بنفث الماء في جميع الصناعات تقريباً؛ إذ يُمكن قطع العديد من المواد المختلفة باستخدام هذه التقنية. بعض هذه المواد له خصائص فريدة تتطلب عناية خاصة أثناء القطع.

تشمل المواد التي تُقطع عادةً باستخدام نفاثات الماء المنسوجات، والمطاط، والرغوة، والبلاستيك، والجلود، والمواد المركبة، والحجر، والبلاط، والزجاج، والمعادن، والمواد الغذائية، والورق، وغيرها الكثير. [ 44 ] "يمكن أيضًا قطع معظم أنواع السيراميك باستخدام نفاثات الماء الكاشطة طالما أن المادة ألين من المادة الكاشطة المستخدمة (بين 7.5 و8.5 على مقياس موس)". [ 45 ] من أمثلة المواد التي لا يمكن قطعها باستخدام نفاثات الماء الزجاج المقسى والماس. [ 43 ] تستطيع نفاثات الماء قطع المعادن حتى 150 مم ( 6 بوصات ) ومعظم المواد حتى 460 مم (18 بوصة ) ، [ 46 ] بينما في تطبيقات تعدين الفحم المتخصصة، [ 47 ] تستطيع نفاثات الماء قطع ما يصل إلى 30 مترًا (100 قدم) باستخدام فوهة قطرها 25 مم ( 1 بوصة ) . [ 48 ]        

تُستخدم قواطع نفاثة مائية مصممة خصيصًا لإزالة البيتومين الزائد من أسطح الطرق التي تعرضت لظاهرة انجراف الطبقة الرابطة. وتُعدّ هذه الظاهرة طبيعية تحدث خلال الطقس الحار، حيث يصبح سطح الطريق مستويًا مع طبقة البيتومين الرابطة، مما يُشكّل سطحًا أملسًا بشكل خطير أثناء هطول الأمطار.

التوافر

تتوفر أنظمة القطع بنفث الماء التجارية من مصنعين حول العالم، بأحجام متنوعة، ومزودة بمضخات مياه قادرة على العمل بضغوط مختلفة. تتراوح مساحة عمل آلات القطع بنفث الماء النموذجية من بضعة أقدام مربعة إلى مئات الأقدام المربعة. وتتوفر مضخات المياه فائقة الضغط بضغوط تبدأ من 40,000 رطل لكل بوصة مربعة (280 ميجا باسكال) وتصل إلى 100,000 رطل لكل بوصة مربعة (690 ميجا باسكال) . [ 42 ] كما شهدت الآلات الصغيرة المكتبية التي تعمل بضغوط أقل من 10 كيلو باسكال نموًا ملحوظًا.    

عملية

هناك ست خصائص رئيسية لعملية القطع بنفث الماء:

  1. يستخدم تيارًا عالي السرعة من الماء عالي الضغط للغاية 30000-90000 رطل لكل بوصة مربعة (210-620 ميجا باسكال) والذي يتم إنتاجه بواسطة مضخة ضغط عالٍ مع احتمال وجود جزيئات كاشطة معلقة في التيار.  
  2. تُستخدم في تشكيل مجموعة كبيرة من المواد، بما في ذلك المواد الحساسة للحرارة، أو الحساسة، أو شديدة الصلابة.
  3. لا يُسبب أي ضرر حراري لسطح قطعة العمل أو حوافها.
  4. عادة ما تُصنع الفوهات من كربيد التنجستن . [ 49 ]
  5. ينتج عنه ميل أقل من درجة واحدة في معظم القطع، ويمكن تقليله أو إزالته تمامًا عن طريق إبطاء عملية القطع أو إمالة فوهة النفث. [ 50 ]
  6. تؤثر المسافة بين الفوهة وقطعة العمل على حجم الشق ومعدل إزالة المادة. المسافة النموذجية هي 3.2 مم (0.125 بوصة) .  

لا تُعتبر درجة الحرارة عاملاً مهماً لأن الماء المستخدم يعمل أيضاً كمبرد .

جودة الحافة

تُحدد جودة حواف القطع المقطوعة بنفث الماء بأرقام الجودة من Q1 إلى Q5. تشير الأرقام المنخفضة إلى حواف خشنة، بينما تشير الأرقام المرتفعة إلى حواف أكثر نعومة. بالنسبة للمواد الرقيقة، قد يصل فرق سرعة القطع بين Q1 وQ5 إلى ثلاثة أضعاف. أما بالنسبة للمواد السميكة، فقد تكون سرعة Q1 أسرع بستة أضعاف من Q5. على سبيل المثال، عند قطع قطعة من الألومنيوم بسمك 100 مم (4 بوصات) ، تكون سرعة Q5 هي 18 مم /دقيقة (0.72 بوصة/دقيقة) ، بينما تكون سرعة Q1 هي 110 مم /دقيقة (4.2 بوصة/دقيقة) ، أي أسرع بـ 5.8 مرة. [ 51 ]      

القطع متعدد المحاور

في عام 1987، قدمت شركة إنجرسول راند لأنظمة القطع بنفث الماء نظامًا للقطع بنفث الماء النقي بخمسة محاور يُسمى نظام القطع بنفث الماء الروبوتي. كان النظام مصممًا على شكل رافعة علوية، مشابهًا في حجمه الإجمالي لنظام HS-1000.

مع التطورات الحديثة في تقنيات التحكم والحركة، أصبح القطع بنفث الماء خماسي المحاور (للمواد الكاشطة والنظيفة) واقعًا ملموسًا. فبينما تُسمى المحاور التقليدية في آلة القطع بنفث الماء Y (للأمام/للخلف)، وX (لليمين/لليسار)، وZ (للأعلى/للأسفل)، يُضاف إلى نظام خماسي المحاور عادةً محور A (زاوية من العمودي) ومحور C (دوران حول المحور Z). وبحسب رأس القطع، تتراوح زاوية القطع القصوى للمحور A بين 55 و60 درجة، وفي بعض الحالات تصل إلى 90 درجة من الوضع الرأسي. وبذلك، يتيح القطع بنفث الماء نطاقًا واسعًا من التطبيقات التي يمكن تنفيذها باستخدام هذه الآلة. 

يمكن استخدام رأس قطع خماسي المحاور لقطع أجزاء رباعية المحاور، حيث يتم تحريك هندسة السطح السفلي بمقدار معين لإنتاج الزاوية المناسبة، بينما يبقى المحور Z ثابتًا عند ارتفاع واحد. يُعد هذا مفيدًا في تطبيقات مثل تحضير اللحام، حيث يلزم قطع زاوية شطف على جميع جوانب الجزء المراد لحامه لاحقًا، أو لأغراض تعويض التناقص التدريجي، حيث تُنقل زاوية القطع إلى المادة الزائدة  ، مما يُزيل التناقص التدريجي الشائع في الأجزاء المقطوعة بنفث الماء. يمكن لرأس القطع خماسي المحاور قطع الأجزاء التي يتحرك فيها المحور Z بالتزامن مع جميع المحاور الأخرى. يُمكن استخدام هذا القطع الخماسي المحاور الكامل لقطع الخطوط الخارجية على مختلف أسطح الأجزاء المُشكّلة.

نظراً للزوايا التي يمكن قطعها، قد تتطلب برامج القطع إجراء قطع إضافية لتحرير القطعة من الصفيحة. إن محاولة تحريك قطعة معقدة بزاوية حادة من صفيحة قد تكون صعبة دون إجراء قطع تخفيف مناسبة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ حول النفاثات المائية ، مؤرشف من الأصل في 26 فبراير 2010 ، تم استرجاعه في 13 فبراير 2010 .
  2. ↑ غيدورزي، إيليا (3 فبراير 2022). "تاريخ القطع بنفث الماء - أصول قاطع نفث الماء" . تكنووترجيت . تم الاطلاع عليه في 17 فبراير 2022 .
  3. ↑ فورنيس، تشارلز أ وآخرون، قياس الورق، والقطع، واللف ، تم تقديمه في 22 مايو 1933، وتم إصداره في 2 يوليو 1935.
  4. ↑ جونسون، كارل أولوف، طريقة لتقطيع الكتل البلاستيكية وشبه البلاستيكية ، تم تقديمها في 13 مارس 1956، وتم إصدارها في 14 أبريل 1959.
  5. ↑ شواتشا، بيلي جي، القطع السائل للمعادن الصلبة ، تم تقديمه في 13 أكتوبر 1958، وتم إصداره في 23 مايو 1961.
  6. ↑ جينكينز، دينيس ر وتوني ر لانديس، فالكيري: قاذفة القنابل الخارقة ماخ 3 في أمريكا الشمالية ، دار النشر المتخصصة، 2004، ص 108.
  7. ↑ رايس، فيليب ك.، عملية قطع وتشكيل المواد الصلبة ، تم تقديمها في 26 أكتوبر 1962، وتم إصدارها في 19 أكتوبر 1965.
  8. ↑ Leach, SJ and GL Walker, The Application of High Speed ​​Liquid Jets to Cutting, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, Mathematical and Physical Sciences , Vol 260, No 1110, 28 July 1966, pp. 295–310.
  9. ↑ فرانز، نورمان سي، نفاث سائل عالي السرعة ، تم تقديمه في 31 مايو 1968، وتم إصداره في 18 أغسطس 1970.
  10. ↑ تشادويك، راي إف تشادويك، مايكل سي كوركو، وجوزيف إيه كوريفو، فوهة لإنتاج نفاثة قطع السوائل ، تم تقديمها في 1 مارس 1971، وتم إصدارها في 4 سبتمبر 1973.
  11. ↑ فرانز، نورمان سي، فوهات نفث السوائل عالية السرعة وطرق صنعها ، تم تقديمها في 16 يوليو 1971، وصدرت في 7 أغسطس 1973.
  12. ↑ أولسن، جون هـ.، جورج هـ. هورلبورت، ولويس إي. كابساندي، طريقة لصنع نفاثة سائلة عالية السرعة ، تم تقديمها في 21 يونيو 1976، وصدرت في 12 أغسطس 1980.
  13. ↑ "جون إريكسون" . محركات إطفاء بخارية بريطانية الصنع . مؤرشف من الأصل في 28 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 10 يونيو 2012 .
  14. ↑ بيري، ميتشل م.، مجموعة مانع تسرب المكبس ، تم تقديمه في 3 مارس 1941، وتم إصداره في 23 مارس 1943.
  15. ↑ تمبلتون، هربرت دبليو، ختم صمام القياس ، تم تقديمه في 11 يوليو 1958، وتم إصداره في 18 يوليو 1961.
  16. ↑ ويب، ديريل د.، وسائل التعبئة عالية الضغط ، تم تقديمها في 12 أغسطس 1957، وتم إصدارها في 17 أكتوبر 1961.
  17. ↑ هوجان، جون بول وروبرت إل. بانكس، البوليمرات وإنتاجها ، تم تقديمه في 26 مارس 1956، وتم إصداره في 4 مارس 1958.
  18. ↑ "منتجات كي إم تي مكارتني لصناعة البولي إيثيلين منخفض الكثافة" . منتجات كي إم تي مكارتني. مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 ديسمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يونيو 2012 .
  19. ↑ أولسن، جون هـ، مكثف السوائل عالي الضغط وطريقة ، تم تقديمه في 12 يناير 1973، وتم إصداره في 21 مايو 1974.
  20. ↑ أولسن، جون هـ، مكثف السوائل عالي الضغط وطريقة ، تم تقديمه في 16 مارس 1976، وتم إصداره في 14 يونيو 1977.
  21. ↑ سميث، إلمو الخامس، التفجير السائل ، تم تقديمه في 10 يونيو 1935، وتم إصداره في 12 مايو 1936.
  22. ↑ تيريل، ليزلي ل.، جهاز السفع الرملي ، تم تقديمه في 3 أبريل 1937، وتم إصداره في 17 أكتوبر 1939.
  23. 1 2 "Wasser-Abrasiv-Suspensions-Strahl-schneiden (WASS) - معهد für Werkstoffkunde" (باللغة الألمانية).
  24. ^ زيليناك، م. فولدينا، J.؛ ليندي، م.؛ بود، ف؛ رينتش، T.؛ فيرنولندت، J .؛ Poort، HU (1 يناير 2016)، “قياس وتحليل سرعات الجسيمات الكاشطة في AWSJ”، هندسة بروسيديا (باللغة الألمانية)، المجلد. 149، الصفحات من 77 إلى 86، دوى : 10.1016/j.proeng.2016.06.641 ، hdl : 20.500.11850/119156 ، ISSN 1877-7058   
  25. ^ بريستيل (8 يونيو 2023). "Hochleistungsverfahren bezwingt Hochleistungswerkstoffe" (باللغة الألمانية).
  26. ↑ الأستاذ الدكتور المهندس مايكل كوفيلد، الأستاذ الدكتور المهندس. فرانك بود، Dipl.-ing. ماركو ليندي (مارس 2019). “ConSus – DAs Wasser-Abrasiv-Suspensionstrahl-System mit kontinuierlicher Abrasivmittelzufuhr” (PDF) (في الألمانية). إنجينيور شبيجل. الفرقة 3-2019. Public Verlagsgesellschaft und Anzeigenagentur mbH, Bingen, S. 23–25.{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  27. ^ تقرير عدم التسليم. "Bombenentschärfungen: Neue Wasserstrahl-Technik" (في الألمانية).
  28. ↑ "اكتمل مشروع إيقاف تشغيل المنصة البحرية في الشرق الأوسط" .
  29. ^ “Spektakulärer Robotereinsatz: Stäublis Unterwasser-Roboter zerlegt Radioaktive AKW-Bestandteile” (في المانيا). 7 يناير 2021.
  30. ^ “Wasser-Abrasiv-Injektor-Strahl-schneiden (WAIS) – معهد für Werkstoffkunde” (في المانيا).
  31. ↑ يي، رونان (16 يوليو 2024). "ما هو القطع بنفث الماء: العملية، المزايا، التطبيقات والتكاليف" . 3ERP . إنديبندنس، ميزوري، الولايات المتحدة الأمريكية. القسم 4. مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2024. تم الاسترجاع في 7 ديسمبر 2024 .
  32. ↑ "التصنيع باستخدام الآلات والتصنيع باستخدام الحاسوب: تاريخ موجز" . معهد ورسستر للفنون التطبيقية. مؤرشف من الأصل في 20 أغسطس 2004. تم الاطلاع عليه في 25 يونيو 2012 .
  33. ↑ أولسن، جون هـ. "ما الذي يحدد فعلاً الوقت اللازم لتصنيع قطعة؟" . مختبر الدكتور أولسن . مؤرشف من الأصل في 6 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 28 يونيو 2012 .
  34. ↑ أولسن، جون هـ. (30 مايو 2019) [تاريخ الإيداع 14 مايو 1997]. "التحكم في الحركة لتحسين الجودة في القطع النفاث" . براءات اختراع جوجل . مؤرشف من الأصل في 6 ديسمبر 2024. تم الاطلاع عليه في 6 ديسمبر 2024 .
  35. ↑ "مضخة عمود المرفق مقابل مضخة التكثيف" . WaterJets.org . شركة Olsen Software LLC. مؤرشف من الأصل في 6 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2016 .
  36. ↑ "أنواع المضخات" . www.wardjet.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2016 .
  37. ↑ "2.972 كيف يعمل قاطع الماء الكاشط" . web.mit.edu .
  38. ↑ "مبادئ القطع بنفث الماء الأساسية" . WaterJets.org . شركة Olsen Software LLC. مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2016 .
  39. ↑ "كيف يعمل جهاز القطع بالماء؟" . أجهزة القطع بالماء الكاشطة من OMAX . مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2016 .
  40. ↑ لورينكز، جيم. القطع بنفث الماء: التطور من الماكرو إلى الميكرو، هندسة التصنيع ، جمعية مهندسي التصنيع، نوفمبر 2009
  41. ↑ "مزايا القطع بنفث الماء" . مؤرشف من الأصل في 21 سبتمبر 2017.
  42. 1 2 3 4 لورينكز، النفاثات المائية: التطور من الماكرو إلى الميكرو.
  43. 1 2 "الشركة" . جيت إيدج. مؤرشف من الأصل في 23 فبراير 2009. تم الاسترجاع في 11 يونيو 2009 .
  44. ↑ "ما هي آلة القطع بنفث الماء ؟" . تيبو . 30 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 نوفمبر 2020 . 
  45. ↑ "ما هي المواد التي يمكن قطعها بنفث الماء؟" . نفث الماء الكاشط من OMAX . مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2016 .
  46. ↑ "القطع بنفث الماء - قطع المعادن والحجر والورق والمواد المركبة" . www.kmt-waterjet.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 أبريل 2017.
  47. ↑ "ما هي آلة القطع بنفث الماء ؟" . تيبو . 30 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أكتوبر 2019 . 
  48. ↑ "تقنية القطع بالماء - أجهزة تقويم الأنابيب | كي إم تي ووترجيت | كي إم تي ووترجيت" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 سبتمبر 2017 .
  49. ↑ شليك، جوناثان (11 مارس 2023). "تاريخ القطع بنفث الماء: الأصول والجدول الزمني" . تكني ووترجيت . تكني . تم الاسترجاع في 15 أبريل 2024. شركة بوريد كورب تُطوّر فوهات قطع بنفث الماء كاشطة مصنوعة من مادة كربيد التنجستن الخزفية.
  50. ↑ أولسن، جون. "تحسين دقة القطع بنفث الماء عن طريق إزالة التناقص التدريجي" . TheFabricator.com . FMA Communications. مؤرشف من الأصل في 22 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه في 18 يوليو 2015 .
  51. ↑ "معاملات العلاقة في القطع النفاث بالماء" . مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2010.