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ウォータージェットカッティングとは、どのようなもので、どのように機能するのか?[解説2022】|ウォータージェットとは?]

What Is Waterjet Cutting And How Does It Work

品質に対する要求の高まりに対応し、無駄を省き、生産量を増やすために、多くのメーカーが効率的で汎用性の高いソリューションとしてウォータージェット切断に注目しています。

ウォータージェット切断は、特に工業用途で人気を集め続けている材料加工技術です。その人気の秘密は、さまざまな材料を高精度で切断でき、熱影響部がないことにあります。

しかし、ウォータージェットによる切断が広く普及しているにもかかわらず、その加工方法や利点についてよく知らないという方も多いのではないでしょうか。

この記事では、ウォータージェット切断とは何か、どのような仕組みなのかを詳しく見ていきます。また、ウォータージェットで切断できる材料の種類や、従来の切断方法と比較した場合のメリットについてもご紹介します。

ウォータージェット切断とは?

ウォータージェット切断は、高圧の水流を利用して材料を切断する機械的プロセスです。水流が超音速であるため、材料をきれいに切り裂き、カスタム形状やデザインを作成することができます。

このプロセスは汎用性があり、機械部品の製造時に精密な部品を切断するためによく使用されます。特に、高温にさらされると破損する可能性のあるプラスチックなどの繊細な素材を切断するのに有効だ。

ウォータージェットによる切断は、2つのタイプに分類される。

ピュアウォータージェット 純粋なウォータージェット(研磨剤を含まない)を使って、木材やゴムなどの柔らかい素材を切断する。

アブレイシブウォータージェット。水と研磨材を混合して使用し、金属やガラスなどの硬い素材を削り取る。

ウォータージェットによる切断の仕組み

ウォータージェット加工は、高圧ポンプを使って、小さなノズルから超高速で水を送り出すことで行われます。高圧の水は、このノズルの中にある細かい宝石(一般的にはダイヤモンドやルビー)のオリフィスを通って流れ、水のジェットを作り出します。

ウォータージェットポンプは、水を60,000ポンド/平方インチ(psi)で加圧し、最大で毎秒2,500フィート(760m)の速度で推進するように設計されています。この高圧の水流で材料を切断するのです。

ウォータージェット水流の切断力をさらに高めるために、研磨剤を水と混合することができる。研磨剤は通常、少量ずつ添加され、保持タンクに保管される。研磨剤は水と一緒に研磨剤注入口からノズルに流れ込み、高圧で押し出される。

ウォータージェットで何が削れるの?

What Can A Waterjet Cut?

ウォータージェット切断は、さまざまな材料の切断に使用できる汎用性の高い技術です。30cm(12インチ)までの硬い素材を切断できる一方、プラスチックやゴムなどの柔らかい素材にも有効です。

以下に、ウォータージェット技術で切断される最も一般的な材料をリストアップします。

  • 天然素材(ガラス、木材、大理石、皮革など)
  • 人工物(プラスチック、発泡スチロール、アクリル、ゴム)
  • 金属および合金(アルミニウム、チタン、銅、インコネル)
  • 複合材料(グラスファイバー、ケブラー、カーボンファイバー、フェノリック)

ダイヤモンド、強化ガラス、半液体材料、アドバンストセラミックスなど、ウォータージェットで切断できない材料はごくわずかです。

ウォータージェットによる切断の用途

Waterjet Cutting Uses

ウォータージェット切断は、さまざまな産業で、さまざまな用途に使用されています。その汎用性の高さから、小規模なものから大規模なものまで、さまざまなプロジェクトに利用されています。

ウォータージェット切断の最も一般的な用途には、以下のようなものがあります。

航空宇宙産業。航空宇宙:ジェットエンジンやタービンブレードの部品、航空機用複合材料の製造に使用されています。

食品加工 食品加工:様々な食品を無菌かつ正確で効率的な方法で切断・成形するために使用されます。

自動車 さまざまな素材を使った部品をライン生産する。

エレクトロニクス プリント基板やその他の電子部品を切断する電子産業で使用される。

アートとデザイン アーティストやデザイナーが、ユニークな形状やデザイン、カスタムパターンを作成するために使用されることが多い。

防衛 防衛・軍事産業で、成形、装甲板、防弾ガラス、複合材料に使用されています。

医療・歯科:インプラント、補綴物、手術用器具などの医療産業で使用されています。

レーザーカッターよりウォータージェットを選ぶ理由

ウォータージェットは、高圧の水流により、厚い素材や硬い素材の切断に最適です。また、切断後の部品は滑らかな状態になっているので、後片付けも最小限で済みます。

また、熱影響部を作らないので、素材にダメージを与えません。また、レーザー加工と異なり、金属を立体的に切断することができるため、デザインなどの細かい部分を彫刻することができます。

プラズマカッターよりウォータージェットを選ぶ理由

ウォータージェットは、プラズマカッターの4倍以上の精度があると言われています。より幅広い素材や厚みに対して、より高品質なカットを実現します。ウォータージェット機は汎用性が高いため、ユーザーはカットをカスタマイズしたり、複雑な形状を作ったりすることができます。

プラズマ切断が導電性金属の切断に限定されるのに対し、ウォータージェット切断は様々な材料の切断に使用されます。また、ウォータージェット技術は環境にやさしく、熱による影響もありません。さらに、消耗品に関しては、プラズマ切断よりも費用対効果に優れています。

まとめ

ウォータージェット切断は100年以上の歴史がありますが、今もなお、新しい開発が進められています。近い将来、さまざまな産業でこの技術の応用がさらに進むことが期待されます。

ウォータージェットとは何か、どのような加工方法なのか、この記事で少しはご理解いただけたでしょうか。ウォータージェットとは何か、その仕組みはどうなっているのか、ご理解いただけたでしょうか。

ウォータージェット加工についてもっと知りたい、他のサービスも見てみたいという方は、ぜひSAMEウォータージェットまでご連絡ください。当社の専門家チームが、お客様のご質問に喜んでお答えいたします。

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