Reuse of abrasive particles in abrasive waterjet cutting

Abstract

Przedstawiono możliwość ponownego wykorzystania materiału ściernego typu garnet w obróbce wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną. Badania frakcyjne garnetu # 80 po procesie cięcia pozwoliły na przygotowanie ze zużytych ziaren ściernych odpowiednika ścierniwa o ziarnistości # 120. W celu określenia zdolności skrawanych ziaren z odzyskanego ścierniwa przeprowadzono próbę cięcia stopu aluminium z wykorzystaniem nieużywanego ścierniwa garnet # 120 oraz specjalnie przygotowanego # 120. Badania przeciętej powierzchni materiału obrabianego obejmowały ocenę parametrów struktury geometrycznej. SŁOWA KLUCZOWE: cięcie strugą wodno-ścierną, ziarna ścier-ne, struktura geometryczna powierzchni Presented is the possibility of reuse abrasive grains in abrasive waterjet cutting. The disintegration particles of garnet # 80 used to create a new abrasive garnet, corresponding to the fresh garnet # 120. In order to determine the ability of cutting recycling abrasive grains was carried out the aluminium alloy cutiing by using fresh and recycling garnet # 120. The experimental investigations of cutting surface quality focused on evaluation of surface geometrical structure. KEYWORDS: abrasive waterjet cutting, abrasive grains, surface geometrical structure W obróbce wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną proces dekohezji materiału zależy w głównej mierze od energii hydraulicznej strumienia wody oraz energii kinetycznej cząstek ściernych zawartych w strumieniu [7]. Dostępne wyniki badań wskazują, że najwyższą efektywność przecinania uzyskuje się przy ok. 23% udziału masowego ścierniwa w strudze wodno-ściernej [6]. Zbyt duża liczba ziaren ściernych w strudze powoduje, że rośnie prawdopodobieństwo wzajemnego blokowania się przez poszczególne ziarna, a wraz ze spadkiem prędkości zmniejszy się ich zdolność erozyjna [3].Jako intensyfikator procesu erozyjnego najczęściej wykorzystuje się granat almandynowy. Chociaż jest to bardzo twarde ścierniwo, to ziarna ścierne ulegają intensywnemu rozkruszaniu już podczas formowania się strugi oraz w trakcie operacji przecinania [4]. Część ziaren ściernych zachowuje jednak swoje parametry geometryczne. Pozwala to na ich ponowne wykorzystanie w procesie cięcia [2]. Nawet niewielki dodatek ścierniwa pochodzący z recyklingu może w znacznym stopniu wpłynąć na zmniejszenie kosztów cięcia. Dlatego zagadnienie odzysku ścierniwa w połączeniu z możliwością jego powtórnego wykorzystania ma istotne znaczenie w obliczu coraz szerszego wykorzystania technologii waterjet. Metodyka badańCelem badań było określenie zdolności skrawalnych specjalnie przygotowanego ścierniwa z recyklingu o ziarnistości # 120 i porównanie jego zdolności obróbczych do nieużywanego ścierniwa garnet # 120 [5]. Analiza obejmowała ocenę topografii powierzchni oraz parametrów struktury geometrycznej [1] przeciętych powierzchni stopu aluminium EN AW-2017A z wykorzystaniem porównywa-nych dodatków ściernych. Grubość przecinanego materiału wynosiła 10 mm.■ Parametry procesu cięcia. W tablicy I zestawiono parametry procesu cięcia przyjęte na potrzeby ...