Published in: التحكم الآلي

القطع بنفث الماء

Author د. عماد الدين قلالة

Published on: 19 أكتوبر، 2023

د. عماد الدين قلالة

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تُعتبر عملية القطع (Machining) بنفث الماء (WaterJet) اختصاراً (WJM) من أنواع عمليات التشغيل غير التقليدية (Non-Conventional Machining)، والمُصنّفة بدورها من عمليات الحصول على الشكل الأولي (Shaping process)، والتي تُعتبر من أنواع عمليات الإنتاج، والمُدرجة بدورها تحت بند عمليات التصنيع. تستخدم في عملية القطع بنفث الماء (WaterJet Machining) الطاقة الميكانيكية لإزالة المواد من الخامات للحصول على الأجزاء المراد إنتاجها.

ما هي عملية القطع باستخدام نفث الماء؟

عملية إزالة المواد باستخدام نفث الماء، وتعرف أيضًا باسم القطع الهيدروديناميكي أو القطع باستخدام نفث الماء، وهي عملية قطع باستخدام التحكم الرقمي المُبرمج (CNC)، ويتمُّ فيها استخدام نفث الماء المضغوط إلى قيمة ضغطٍ عاليةٍ جدًا لإزالة المواد حتى يتمّ تصنيع أجسام ثلاثية الأبعاد.

إن كلاً من الضغط العالي جداً، وطريقة إخراج الماء من فوهةٍ صغيرةٍ جداً (النفث) كفيلان بقطع المعادن، البلاستيك، المنسوجات، المواد المركبة، الأقمشة، الخشب، الكرتون، الورق، البلاط، الأحجار، السجاد، الجلود، المطاط، وتتمّ عملية القطع بفتح أخدود ضيّقٍ في المادة. تستخدم هذه العملية في تصنيع قطعٍ من السيارات، وصناعات المعدات العسكرية، والمعدات الطبية، والجراحية، وفي الهندسة المعمارية، والتعدين، والصناعات الغذائية، حيث يمكن من خلال العملية قطع المواد أو الأشكال التي يصعب قطعها باستخدام طرق التصنيع التقليدية.

يستخدم القطع بنفث الماء عادةً في القطع والتشغيل ثنائي الأبعاد (2d machining)، ولكن تستخدم الشركات المُصنّعة آلات التحكم الرقمي المُبرمج CNC متعددة المحاور، وأذرع الروبوت مع فوّهات النفث لقطع وإنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد. تستخدم عملية القطع بنفث الماء في صناعة وتجهيز الأغذية أيضاً لتقطيع المنتجات الغذائية، لأنها عملية أكثر نظافة وكفاءة من عمليات القطع الأخرى. ^[1]

ما هي أنواع عمليات القطع والتشغيل باستخدام نفث الماء؟

1- عملية القطع بنفث الماء فقط (Pure WJM)

تستخدم طريقة (Pure WJM) الماء النقي فقط بدون إضافاتٍ كأداة قطعٍ عالية الضغط لقطع وتشغيل المواد.

2- عملية القطع بنفث الماء مع مواد كاشطة (Abrasive WJM)

تستخدم ماكينة نفث الماء مع مواد كاشطة (AWJM) جزيئات ناعمة جداً من مواد كاشطة مع عملية نفث الماء، ويُستخدم الرمل، أو كربيد السيليكون، أو أكسيد الألومنيوم، كمواد قاشطة لزيادة سرعة إزالة المواد بشكلٍ كبير.

ونتيجة لذلك يمكن قطع المواد المعدنية وغير المعدنية، والبلاستيكية، والمواد المركبة المتقدمة ذات السماكات المختلفة دون التأثير على دقة القطع، وتتحكم آلة (AWJM) في كمية المواد الكاشطة، وتستخدم فوهات نفثٍ مصنوعة من الياقوت ،والياقوت الأزرق، والألماس لتحقيق القطع الأمثل. ^[1]

ما الخصائص الرئيسية لعملية القطع بنفث الماء (WJM)؟

1- تناسب عملية قطع المواد الحساسة للحرارة التي لا يمكن تشغيلها باستخدام عمليات القطع التي تُنتج حرارة.

2- قد لا تكون هذه العملية فعّالةً من حيث التكلفة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سرعة إنتاجٍ عالية بسبب انخفاض سرعة القطع للمعادن أو المواد السميكة باستخدام القطع بالماء.

3- يمكن تشغيل الأجزاء المُعقّدة ثلاثية الأبعاد بشكلٍ اقتصادي لإنهاء الأبعاد، وعمليات التنعيم باستخدام آلات CNC متعددة المحاور، وآلات يتحكم فيها الروبوت.

4- تُستخدم عادةً ضغوطٌ تتراوح بين 350 إلى 400 ميجا باسكال (MPa) للتشغيل والقطع الجيد. ^[1]