Explore a arquitetura de um waterjet 5 eixos, do sistema de bomba UHP (~550 MPa) ao cabeçote AB, especificações do bico e sistema de controle para cortes de precisão.

Compreender a arquitetura central de um CNC waterjet é fundamental para aproveitar todo o seu potencial. A capacidade da máquina de realizar chanfros e contornos complexos em materiais frágeis sem zonas afetadas pelo calor (HAZ) resulta de uma integração precisa de um sistema ultrarresistente à pressão (UHP), um cabeçote de corte sofisticado e uma estrutura de pórtico rígida.

A DINOSAW Serra Waterjet CNC 5 Eixos integra uma mesa de corte tipo pórtico (com modelos como 3020 e 4020), uma bomba UHP, um cabeçote AB de 5 eixos, alimentador automático de abrasivo e gabinete de controle CNC, oferecendo um sistema completo para manufatura de precisão.

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Princípios de Corte Waterjet 5 Eixos

O princípio fundamental do corte abrasivo por jato de água é a erosão do material. O processo começa na bomba UHP, que pressuriza a água a níveis extremos. Esta água é então forçada por um pequeno orifício (o bico), criando um jato supersônico. Para cortar materiais duros, um abrasivo (granada) é adicionado a este jato em um tubo de mistura, e a suspensão resultante sai do cabeçote de corte para erodir o material com precisão.

Bico (0,05–0,33 mm) & Tubo de Mistura (DI ~1,02 mm)

O bico, normalmente feito de rubi ou diamante, é um componente crítico que foca o jato de água. A DINOSAW reporta diâmetros de 0,05 mm a 0,33 mm, com orifícios menores usados para detalhes finos. Após o bico, a água passa por uma câmara de mistura onde cria um vácuo que suga o abrasivo da linha de alimentação. A água e o abrasivo se combinam no tubo de mistura (tubo de areia), que tem diâmetro interno típico de 1,02 mm, antes de atingir o material.

Cinemática Cabeçote AB/AC vs 3 Eixos

Enquanto uma máquina de 3 eixos opera nos planos X, Y e Z para perfis 2D, uma máquina de 5 eixos possui um cabeçote articulado AB/AC. Isso permite inclinar e girar o cabeçote, possibilitando cortes de formas 3D complexas, bordas chanfradas e compensação de conicidade, que ocorre naturalmente em materiais espessos. Isso é essencial para aplicações como preparação de solda e criação de bordas mitradas perfeitas em bancadas.

Velocidades dos Servos (X/Y ~6000 mm/min), Curso Z ~90 mm

O movimento é controlado por servomotores de alta precisão. O sistema de pórtico permite posicionamento rápido, com velocidades de até 6000 mm/min nos eixos X e Y. O curso do eixo Z de aproximadamente 90 mm oferece ampla folga para diferentes espessuras de material e dispositivos, incluindo função de altimetria infravermelha para manter distância constante da superfície do material.

Controle da Bomba UHP & Torre de Resfriamento

O coração do sistema é a bomba intensificadora UHP, capaz de atingir pressão nominal de 550 MPa, embora pressões típicas de trabalho variem de 350 a 390 MPa. Essa pressão é gerada por um sistema hidráulico que aciona um conjunto de êmbolo. Durante a operação, a temperatura do óleo pode subir, afetando a vida útil dos selos e o desempenho. Uma torre de resfriamento é integrada para manter a temperatura do óleo estável, prolongando a vida útil dos componentes de alta pressão e garantindo entrega de pressão consistente.

Integração HMI/Intertravamentos

Todo o sistema é gerenciado por um controlador CNC com interface homem-máquina (HMI) intuitiva, disponível em chinês e inglês. O software automatiza cálculos complexos, como tempo de corte, e controla parâmetros como atrasos de perfuração e velocidades de avanço. Para segurança e controle de processo, o sistema inclui múltiplos intertravamentos e é projetado para compatibilidade com hardware padrão de automação industrial, como PLCs e drives.

Principais Componentes e Modos Comuns de Falha

Selos de Alta Pressão

Estes são itens de desgaste dentro da bomba.

  • Modo de Falha: O desgaste gradual leva a queda de pressão perceptível e vazamentos de água.
  • Mitigação: Siga o cronograma de manutenção preventiva e utilize kits de vedação para substituição.

Bico/Tubo de Mistura

O fluxo abrasivo desgasta esses componentes ao longo do tempo.

  • Modo de Falha: Um bico ou tubo desgastado resulta em jato de corte difuso, causando baixa qualidade de borda e precisão reduzida.
  • Mitigação: Inspeção regular e substituição oportuna.

Linha de Alimentação de Abrasivo

Umidade ou abrasivo inconsistente pode causar obstruções.

  • Modo de Falha: Entupimento leva a fluxo abrasivo instável ou inexistente, impedindo o corte.
  • Mitigação: Utilize abrasivo seco e de alta qualidade e verifique regularmente a válvula de areia e o sistema de alimentação.

Perguntas Frequentes

Qual o melhor tamanho de bico para cortar placas sinterizadas?

Um orifício de bico menor (ex: 0,25mm) combinado com tubo de mistura correspondente é geralmente preferido para detalhes finos e melhor qualidade de borda em materiais frágeis como pedra sinterizada.

Por que o desgaste do selo afeta a pressão de corte?

Os selos são essenciais para manter a pressão na bomba UHP. Com o desgaste, a água pode passar pelo selo, causando queda de pressão e reduzindo a eficiência do corte.

Como mapear intertravamentos de segurança para um PLC industrial?

O gabinete de controle da máquina oferece pontos de I/O que podem ser conectados a um PLC central para monitorar estados como paradas de emergência, status da bomba ou tampa aberta/fechada, garantindo integração segura.

Quando é necessário um cabeçote AB/AC?

O cabeçote AB/AC é indispensável para criar bordas chanfradas, compensar conicidade em peças espessas e cortar formas 3D complexas. Para cortes 2D simples, um cabeçote de 3 eixos é suficiente.

A torre de resfriamento deve ser atualizada para operação contínua?

Para empresas que operam a máquina em vários turnos e em clima quente, recomenda-se atualizar a torre de resfriamento ou garantir dimensionamento adequado para manter a temperatura ideal do óleo hidráulico e proteger a bomba.