ウォータージェット切断: ウォータージェット切断機はチタンから高精度の部品を作成します。

形態は機能に従う
ウォータージェット切断は、機能部品として機能する高精度な部品を製作できます。高精度部品の製造にはどのような要素が関係しているのでしょうか？高精度切断を実現するために、ウォータージェット切断の限界をどのように押し広げることができるでしょうか？ウォータージェット切断プロセスを直接理解することで、高精度な部品を安定して製造することができます。この記事では、有名なクラークYウィングを例に挙げます。

リブの形状とサイズは用途によって異なりますが、リブの精度は常に重要な要素です。これらの部品は大きな力に耐え、可能な限り軽量化する必要があるため、部品の故障を防ぐために、リブの形状を正しく製造することが非常に重要です。

精密切断
ウォータージェット切断において重要な要素は、水と研磨材の物理的な混合であり、これは部品の切断において常に一定です。しかし、ウォータージェットカッターの切断方法は、材料、厚さ、そして選択した切断速度によって異なります。これらすべての要素は、結局のところ、「どの材料を使用するか」という単純な疑問に帰結します。今回は、軽量で加工が難しいことからチタンが選択されました。

最初のステップは、DXFファイルをWAMソフトウェアにアップロードし、カッティングベッドに配置して、希望するチタンの厚さを選択することです。WAMは、以下に示すように、切断速度、ラベルサイズ、ピアシング時間など、材料データベースから事前に設定された切断材料パラメータを使用できます。

切断パスの詳細設定
パーツを配置し、材料を選択したら、パーツに最適なカットパスを選択します。「外側」、「中心線」、「内側」の3つのオプションがあります。各オプションはパーツの最終寸法に影響します。「外側カット」は、ウォータージェットの流れ（カット）を白い設計線の片側にオフセットし、設計寸法に最も正確なカットプロファイルを提供します。

他の2つのオプション、「中心線」と「内側」は、ジェットの流れをそれぞれ設計白線の中心と内側に移動します。これにより、切断部分は設計寸法よりも小さくなります。つまり、精度を上げるには、外側の切断パスを選択するのが最善です。

次に考慮すべき変数はオフセットです。オフセットとはカット幅、つまりノズルの幅を指します。WAMはこれをノズルサイズである0.019インチに自動的に設定します。WAZERを長期間使用するとノズルの開口部が大きくなるため、 WAZERで実際の幅を測定しても、ノズルは元のオフセットサイズのままのように見えます。

WAMで高精度を実現する最後のオプションは、カット品質です。粗いカットから細かいカットまで、3つのオプションがあります。粗いカットは速度は速いですが品質は低くなります。一方、細かいカットは速度は遅いですが品質は高くなります。ここでの目標は高精度なので、細かい設定を選択します。

パーツを作成する
全ての準備を整え、 WAZERカッティングヘッドを適切な位置に移動させると、シート全体を切断することができました。切断後、部品の複数のポイントを測定し、その結果を設計寸法と比較しました。チタンのウォータージェット切断は、高価な工具や高度な技術を持つ技術者を必要とせず、驚くほど良好な結果をもたらしました。

さらに、後処理工程では、ディンプルモールドを用いて、多くの航空機部品に見られる典型的な湾曲した円形の切り欠きを作成します。これにより、重量を増やすことなく部品の剛性を高めることができます。このプロジェクトのテスト結果は非常に良好で、このプロセスは多くの実用化が期待されます。

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参考文献