워터젯 가공(Water jet cutting)
작성자 : pdcman 분류 : 시제품 | 장비/시제품활용 작성일 : 2018.03.14 11:46:04 조회 : 1867 키워드 : 시제품,장비,스틸재질가공,워터젯가공,가공특징
(질문의 배경)
스테인레스 스틸 재질을 가공하려고 하는데, 정밀도 및 변현을 최소화 하기 위한 방법으로 워터젯 가공을 선택하였다, 이 가공법의 특징 및 다른 가공법과의 차이점은 무엇인가?
(워터젯 가공)
물을 초고압(3000~4000기압)으로 가공하여 그 분류가 갖는 에너지를 이용하여 절단가공을 하는 방법과 초고압(3000~4000기압)으로 가압한 물에 고체 연마재를 첨가하여 분류의 에너지와 고체입자의 절삭성을 이용하여 절단하는 방법이 있다. 전자는 연질의 재료, 후자는 경질재 특히 철근 콘크리트, FRP, FRM등 복합 재료의 절단에 적당하다. 이 가공법은 재료의 에러죤 손상을 역용한 것이다. 이 가공법에는 가열이나 분진의 발생이 없고 임의 점에서의 절단할 수 있고, 가공 후의 변형이 없는 등의 특징이 있다.
<그림1> 워터젯 가공 / 출처: 네이버 블로그
(워터젯 가공의 장점)
워터젯 가공의 장점은 고에너지, 초고수압 가공이므로 모재에 대한 변경, 잔류응력, 미세균열, 화학적 변형이 없으며, 기존의 절단 방법으로 불가능하거나 취약하였던 소재(열처리 강화된 소재, 고경도 재질, 유리, 수지, 석재등)의 절단에 적합하다. 우수한 품질이 가능하며 거의 모든 금속류, 알미늄, 구리, 티타늄 등에 적용된다. 또한 절단면의 조도 및 품질 우수하여 후 가공 시간이 단축되고 동일한 공구로 절단, 천공 등의 2차 가공비 및 시간 절감의 효과를 가져온다. 물을 이용한 절단이므로 폭발성, 산화성, 휘발성이 있는 제품의 절단에 적합하며, 설계 및 재료 변경이 유연하고 전환이 빨라 생산성 향상에 도움이 된다.
<그림2> 워터젯 가공의 활용 / 출처: ㈜다양테크
(워터젯 가공법과 일반 가공법의 차이점)
워터젯 가공법의 경우 거의 모든 소재가 가능하나 고경질의 재료가공은 불가능하다 일반적인 얇은 철판의 경우 레이져에 비해 절단 속도가 떨어진다. 레이저의 경우 정밀도는 워터젯 가공법과 비슷하나 열에 의한 변형에 우려가 있다. 와이어가공은 면정밀도가 좋고 가공소음이 적은 것이 장점이나 속도가 느리고 대형 공작물이나 비금속재료에 적용이 불가능하다. 밀링의 경우 비교적 보편화 되어 응용이 용이한데 대형공작물이 불가능 하며, 박판(2~3mm)는 고정이 어려워 가공이 힘들고 가늘고 긴 소재 또한 힘들다. 마지막으로 플라지마 가공법은 고온의 열로 용융∙제거 방식으로 가격은 저렴하나 공차개념이 없고, 후속가공이 필요하며, 열 변형으로 후속 가공난이도가 높다.
Tip
정밀도가 높고 활용도 또한 티타늄부터 고무, 수지류 까지 다양하게 활용 가능하며 대형의 사이즈 제작에도 유용하여 건축 분야에서도 많이 활용이 되고 있다.
<참고자료·문헌>
- http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=736863&cid=42325&categoryId=42325 [네이버 지식백과] (금속용어사전, 1998. 1. 1., 성안당)
- https://youtu.be/JO5iki3WJ7w 유튜브 동영상<워터젯-커팅동영상_비씨워터젯>
- https://youtu.be/PCsoC3i7JYc 유튜브 동영상
<전문용어>
아쿼젯트법, 조도, 후가공, 열처리, FRP, FRM