ที่มา: www.Viboon.org
Machining Technologies, Manufacturing Engineering,
Applied Mathematics and Numerical Programming
ในอุตสาหกรรมการผลิตจะมองอยู่สองเรื่องใหญ่ๆ คือ ทำอย่างไรที่จะทำให้ต้นทุนการผลิตถูกลง และเพิ่มผลิตภาพการผลิตให้มากขึ้น แรงขับเคลื่อนแห่งการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง continuous improvements เหล่านี้มาจากฝั่งของลูกค้าซึ่งถูกขับเคลื่อนโดยแรงจากตลาดที่อยู่นอกเหนือการควบคุมของลูกค้าเอง ผลกระทบคือแรงส่งให้กับกระบวนการผลิต ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการขนส่งไปยังมือลูกค้า ผ่านมุมมองที่เป็นภาพรวมของกระบวนการผลิตทั้งหมด
 |
เพื่อตอบสนองความต้องการที่ขับเคลื่อนจากฝั่งของลูกค้า customer-driven demands ในส่วนของการตัดวัสดุนั้น เทคโนโลยีที่จะมาตอบสนองความต้องการของลูกค้าอาจเป็นอะไรที่มากกว่าเทคโนโลยีการตัดวัสดุแบบเดิมๆ ที่ใช้กันอยู่
ในช่วงทศวรรตที่ 1950 Dr. Norman Franz ซึ่งเป็นวิศวกรป่าไม้ ได้พัฒนา pump น้ำแรงดันสูงมาใช้สำหรับการตัดไม้ ซึ่งถือเป็นการเริ่มต้นการนำเอา waterjet technology มาใช้ในกระบวนการตัดวัสดุ อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ยังไม่ได้รับการพัฒนาจนกระทั่งช่วงทศวรรตที่ 1970 เมื่อ Dr. Mohamed Hashish ได้ทำการใส่วัสดุผงเข้าไปในลำของ waterjet กลายมาเป็น abrasive waterjet cutting ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน |
เทคโนโลยีการตัดวัสดุด้วยน้ำผสมผงตัด หรือ Abrasive waterjet เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการตัดวัสดุสมัยใหม่ที่มีการใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ด้วยความเร็ว ยืดหยุ่น และมีประสิทธิภาพที่สามารถรองรับงานตัดได้ในวงกว้าง จากการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องส่งผลให้มีการเพิ่มคุณสมบัติในการต้านการสึกหรอของอุปกรณ์ และมีเทคโนโลยีการควบคุมที่ดีขึ้น ทำให้ waterjet cutting เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพกว่ากรรมวิธีการตัดวัสดุอื่นๆ
 |
ในมุมมองของวัสดุนั้น waterjet สามารถใช้ในการตัด foam เหล็ก เกราะกันกระสุน Urethane Titanium Kevlar Aluminum Brass Copper Stainless steel Fiberglass Acrylic แผ่น Ceramics ไม้ ยาง กระจก หินอ่อน หินแกรนิต ฯลฯ
นอกจากนี้ waterjet ยังนำไปใช้ในการะบวนการเตรียมพื้นผิวด้วย เช่นการ decoating ซึ่งลดปัญหาของฝุ่นผงที่เกิดจากกระบวนการได้อีกด้วย waterjet เป็นกระบวนการที่สามารถตัดวัสดุที่มีความไวต่อความร้อนได้อย่างดี เพราะว่าตัวกระบวนการนั้นเป็นกระบวนการตัดที่ปราศจากความร้อน no heat-affected zone |
ดังนั้น waterjet จึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในงานตัดวัสดุที่ปัญหาเรื่องความร้อนที่นำไปสู่การเกิดรอยแตกขนาดเล็ก หรือการบิดตัวของวัสดุเป็นเรื่องที่ยอมรับไม่ได้
ในแง่ด้านสิ่งแวดล้อม การตัดวัสดุที่อันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่าง Asbestos และ fiberglass นั้น ยังถูกลดลงอีกด้วย ในแง่ของฝุ่นผง หรือควัน ต่างๆ ที่เกิดระหว่างการตัด
กระบวนการกัดเซาะ erosion process ของ abrasive waterjet cutting นั้น จะให้ผิวงานที่เรียบไม่มีคม งานส่วนใหญ่จึงสามารถนำไปใช้ได้เลยโดยไม่จำเป็นต้องมีกระบวนการ finishing ใดๆ เพิ่มเติม
 |
องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้อนุญาตให้ใช้ Waterjet (ไม่มีผง abrasive) ในการตัดอาหาร เช่น เค้ก มันฝรั่ง เนื้อต่างๆ อันเนื่องมาจากประสิทธิภาพและความสะอาดของกระบวนการ นอกจากนี้ในอุตสาหกรรมกระดาษ สิ่งทอ อากาศยาน และโลหะ ยังนิยมใช้ waterjet เป็นหนึ่งในกระบวนการผลิตด้วย ขนาดความกว้างของรอยตัด kerf width นั้นถือเป็นผลจากการตัดวัสดุที่สำคัญ โดยเฉพาะการตัดวัสดุราคาแพงทั้งหลายอย่าง titanium alloy steel Inconel alloy และ Hastalloy ขนาดรอยตัดที่เล็กลงหมายถึงชิ้นงานที่ได้มีขนาดที่ใกลเคียงกับขนาดที่ต้องการมากขึ้น และยังโยงไปถึงการประหยัดเนื้อวัสดุที่นำมาใช้ตัดอีกด้วย ซึ่งไม่เสียเศษมากอย่างในกระบวนการตัดวัสดุแบบดั้งเดิมต่างๆ |
แรงที่เกิดจากการตัดวัสดุด้วย waterjet นั้นถือว่าน้อยกว่ากระบวนการตัดแบบเดิม นั่นหมายถึงการจับยึดชิ้นงานในระหว่างการตัดไม่มีความจำเป็น หรือมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น (เพื่อความปลอดภัย) ในกระบวนการตัดแบบดั้งเดิมนั้น แรงที่กระทำกับตัววัสดุมีมากเมื่อเทียบกับส่วนที่ถูกยึดจับเอาไว้ ผลที่ตามมาคือแรงกด การบิดตัว ของชิ้นงาน ซึ่งส่งผลต่อความถูกต้องในการตัดพอสมควร