КриоДжет

CryoJet /IceJet — это производная от процесса обработки, называемого гидроабразивной обработкой (AWJ) . ^{[ нужна ссылка ]} В технологии CryoJet/IceJet для резки материала используются частицы льда , состоящие из воды, поступающей из проточной или пресной воды. Пока частицы льда разрезают материал, они тают и попадают в резервуар для воды машины. Вода под давлением, действующая как режущая струя, может быть повторно использована при соответствующей фильтрации , создавая замкнутый водный контур. ^{[ нужна ссылка ]} Однако большинство пользователей не используют воду повторно. При более широком использовании CryoJet может значительно сократить количество пролитых абразивных отходов, образующихся в настоящее время в процессе гидроабразивной резки , поскольку минеральный абразив . в этой технологии не используется ^{[ 1 ]}

Генерация льда

Существует два разных подхода к генерации частиц льда.

Частицы льда можно подготовить заранее с помощью генератора частиц льда, хранить в резервуаре и затем подавать в традиционную струйную головку с уносом.
Необходимость в генераторах частиц льда, охлаждаемых хранилищах и транспортировочном оборудовании может быть устранена за счет формирования частиц льда на месте во время формирования водяной струи. Ледяная струя в этом случае создается либо за счет переохлаждения воды под давлением и управляемого фазового превращения при релаксации давления в сопле струи , либо за счет фазового превращения путем вовлечения холодных жидких газов, таких как жидкий азот (N ₂ ) (см.: Фаза схема воды ).

Преимущества

По сравнению с другими технологиями резки, такими как плазменная резка или лазерная резка , традиционная технология водоструйной резки производит больше отходов (помимо самого материала пропила ). ^{[ 2 ]} Прежде всего, все большую проблему становится использование минеральных абразивов для улучшения характеристик режущей струи. Во-первых, как потребитель , это наиболее значимый фактор затрат процесса, а во-вторых, он составляет более 99% отходов, образующихся в процессе резки. Поэтому требуется сложная и дорогая система управления отходами . несколько подходов к устранению необходимости использования минеральных абразивов при сохранении их высокой режущей способности. Следовательно, исследователи обсудили ^{[ нужна ссылка ]}.

История

Первые экспериментальные исследования технологии Ice Jet относятся к 1982 году, когда первые частицы льда были созданы путем механического дробления более крупных частиц льда. Галеки и Викерс [Gal82] выполнили очистку и шлифовку поверхности методом струйной обработки льдом. Частицы льда были получены путем охлаждения блоков размером 3 см, которые затем переносились в контейнер с жидким азотом , где кубики льда дополнительно охлаждались, и, наконец, переносились в механическую дробилку, где они измельчались и впоследствии уносились в насадку .

Также в 1982 году Кшиштоф и др. показали, что одним из наиболее многообещающих применений частиц льда являются технологии очистки. Водяной лед — это легкодоступный и недорогой материал, который можно использовать в качестве экологически чистого производственного инструмента. этого инструмента необходимы только вода, электричество и хладагент Для изготовления , который можно изготовить точно в срок. Использование ледяных инструментов может практически предотвратить загрязнение и исключить загрязнение обрабатываемой детали .

С тех пор несколько исследователей разработали оборудование для производства частиц льда, в основном для очистки [Set98], полировки [His94] и обеззараживания поверхности [Ges99]. Новые исследовательские работы [Shan05] и [Klu05] показывают, что частицы льда могут использоваться для гидроабразивных задач, таких как очистка, обезжиривание и резка, причем их концепция основана на конвективной передаче тепла между холодным криогенным газом и распыленными каплями воды . Частицы льда образуются внутри системы путем передачи скрытой теплоты капель воды жидкому азоту. Клюз и др. показывают, что поток частиц воздуха и льда можно генерировать и применять для обработки биоматериалов и продуктов питания. Проведенные исследования показали целесообразность и эффективность использования мелкодисперсного ледяного порошка в качестве абразива, при этом энергетическая эффективность процесса приемлема, а технология достаточно проста. В любом случае производительность процесса меньше, чем при использовании минеральных абразивных частиц.

Аналогичная технология – гибридная водоабразивно-ледяная обработка под высоким давлением. Данная технология основана на использовании абразивно-водяной струи высокого давления с добавлением сухого льда гранул CO ₂ . Борковский и др. [Bor03] показывают, что эффективность обработки поверхности гибридной струей зависит от качества частиц льда.

Ссылки

^ «Абразивно-струйная обработка: темы от Science.gov» . www.science.gov . Проверено 31 августа 2018 г.
^ «Лазерная резка против плазменной резки — стандартные процессы резки металла» . www.teskolaser.com . Проверено 31 августа 2018 г.

[1] «Абразивно-струйная обработка: темы от Science.gov» . www.science.gov . Проверено 31 августа 2018 г.

[2] «Лазерная резка против плазменной резки — стандартные процессы резки металла» . www.teskolaser.com . Проверено 31 августа 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]