वाॅटरजेट यंत्रण प्रक्रिया

या लेखात वॉटरजेट (waterjet) यंत्रण प्रक्रिया, मर्यादा, मशीन, उपाय याबाबत उदाहरणासह माहिती देण्यात आली आहे.

सासा इंजीनिअरिंग (SASA Engineering) ही 2011 मध्ये सुरू झालेली एक आघाडीची अभियांत्रिकी आणि उत्पादन कंपनी आहे.
आम्ही अभियांत्रिकी डिझाइन आणि विकास, धातूचे कर्तन आणि प्रक्रिया, यंत्रण आणि फॅब्रिकेशन यासंबंधी सर्वांगीण उपाययोजना देतो. आम्ही ग्राहकांच्या सर्व गरजा समजून घेऊन आणि कामातील अगदी लहानसहान बाबतीतसुद्धा तपशील आणि कार्यक्षमता यांच्यावर बारीक लक्ष ठेवतो. अपारंपरिक उत्पादन प्रक्रियेत आमची कंपनी उत्कृष्ट आहे.
आम्ही वॉटरजेट कटिंग(Waterjet cutting ), लेझर कटिंग, सी.एन.सी. बेन्डिंग, हेवी फॅब्रिकेशन, सी.एन.सी. यंत्रण, डिझाइन आणि विकास अशा सेवा आमच्या ग्राहकांना पुरवितो.

वॉटरजेट यंत्रण (कटिंग) (Waterjet cutting )
अन्य यंत्रण पद्धतीत धातू यंत्रण करताना निर्माण होणाऱ्या उष्णतेमुळे मटेरियल/टूल तापते, वितळते किंवा त्याला तडे जातात. थंड यंत्रणाच्या प्रक्रियेतून मिळणारी गुणवत्ता हा वॉटरजेट कटिंगच्या सर्वात महत्त्वपूर्ण फायद्यांपैकी एक आहे. वॉटरजेट कटिंग (Waterjet cutting ) उष्णता संवेदनशील (हीट सेन्सेटिव्ह) मटेरियल कापण्यासाठी एक व्यवहार्य उपाय आहे.

प्रक्रिया

• वॉटरजेट यंत्रणामध्ये (Waterjet cutting)अपघर्षक (Abrasive) कणमिश्रित अत्युच्च दाबाच्या (अल्ट्रा प्रेशर) पाण्याच्या प्रवाहाचा वापर केला जातो.
• अपघर्षक कणमिश्रित पाणी नॉझलद्वारे त्याच्याखाली असलेल्या कार्यवस्तूवर प्रक्षेपित केले जाते. नॉझलची हालचाल सिस्टिममध्ये देण्यात आलेल्या इच्छित डिझाइननुसार होते.
• नॉझल व्यास : 1.1 मिमी., छिद्र : 0.35 मिमी.
• अपघर्षक : 80 गार्नेट मेश (70% पाणी, 30% अपघर्षक)
• सरकवेग/प्रवाहाचा वेग : 3 लिटर/मिनिट (सतत)
• पाण्याच्या प्रवाहाचे मूल्य मटेरियलच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून नसते. ते सर्व प्रकारच्या मटेरियलसाठी एकसारखे असते. वॉटरजेट कटिंग (Waterjet cutting ) मशीनच्या वॉटरजेटचा वेग पारंपरिक मशीनवरील कटिंग टूलच्या सरकवेगाप्रमाणे (फीड रेट) नसतो.
• वॉटरजेट यंत्रण(Waterjet cutting ) हे एक स्वच्छ आणि पर्यावरणास अनुकूल तंत्रज्ञान आहे.

वॉटरजेट यंत्रण प्रक्रिया (Waterjet cutting ) पाहा. 
कर्तनवेग

• अॅल्युमिनिअम (जाडी : 10 मिमी.) : 165 मिमी./मिनिट
• एम.एस. शीट (जाडी : 5 मिमी.) : 360 मिमी./मिनिट
• सर्वोत्कृष्ट किमान टॉलरन्स (जाडी : 5 मिमी.) : ± 0.5 मिमी.
• वेगवेगळ्या मटेरियलसाठी वेगवेगळा कर्तनवेग असतो.
• मिळणारा सर्वोत्कृष्ट किमान टॉलरन्स : ± 0.5 मिमी., टेपर : 2°
• अपघर्षक एखाद्या करवतीप्रमाणे कापण्याची क्रिया करून एक गुळगुळीत, परिशुद्ध (Precision) पृष्ठभाग देते. वॉटरजेट ही अत्यंत अष्टपैलू प्रक्रिया आहे, कारण ती जवळजवळ कोणत्याही प्रकारचे मटेरियल कापण्यास सक्षम आहे.

वॉटरजेट यंत्रणाच्या मर्यादा
वॉटरजेट कटिंगमध्ये कोणतीही उष्णता तयार होत नसल्यामुळे विरूपण होऊ शकत नाही. परंतु त्याद्वारे 'फटीग' येणे नक्कीच शक्य असते.


फटीग : चक्रीय तणावाच्या (Cyclic stress) आधीन असलेल्या धातूंमध्ये होणाऱ्या गुणवत्तेमधील फरकाचे वर्णन करण्यासाठी 'फटीग' हा शब्द वापरला जातो. सततच्या तणावामुळे प्रथम अगदी लहान लहान चिरा निर्माण होऊ लागतात. त्यानंतर त्या वाढत जातात आणि काही काळाने मोठ्या भेगा पडतात, ज्यामुळे धातूची बांधणी/रचना इतकी कमकुवत होते की तो अचानक भंगतो आणि आपल्या प्रक्रियेत व्यत्यय येऊ शकतो.

उपाय

• यंत्रभागाचे डिझाइन कमीतकमी ताण असेल असे करावे.
• तणाव असलेल्या क्षेत्रामध्ये टोकदार कोपरे टाळावेत.
• उच्च तणावग्रस्त क्षेत्र टाळण्यासाठी काहीही करता येत नसल्यास, त्या ठिकाणी कंपने/झटके कमी करण्यासाठी उच्च गुणवत्तेची यंत्रण प्रक्रिया वापरावी.
• जर आत्यंतिक फटीग आयुर्मान आवश्यक असेल, तर यंत्रभागांना ग्रिट ब्लास्टिंग करावे.
• फटीग कमी करण्याचा आणि यंत्रभागांचे आयुर्मान वाढविण्याचा सर्वात प्रभावी मार्ग म्हणजे कमी दाबावर सिस्टिम चालविणे.

मशीन
आमच्या हाय टेक 3 अक्षीय वॉटरजेट कटिंग सुविधा विस्तृत पल्ल्यांमधील कामांसाठी वापरता येऊ शकतात आणि आम्ही 200 मिमी. जाडीपर्यंत कोणतेही मटेरियल हाताळू शकतो.
आम्ही संरक्षण, तेल आणि वायू, एअरोस्पेस आणि मरीन यांच्यासारख्या महत्त्वपूर्ण उद्योगांसोबत विविध अन्य उद्योगांना आमची हायटेक सेवा पुरवितो.
जर्मनीमधून आयात केलेली, उच्च दर्जाची मशीन काच, स्टील किंवा अगदी टायटॅनियम अशा कोणत्याही मटेरियलवर उत्कृष्ट परिणाम मिळविण्यासाठी सक्षम आहेत. मशीनच्या कामामधील उच्च दर्जाच्या अचूकतेमुळे मटेरियलचा अपव्यय वाचतो आणि वॉटरजेट यंत्रणामधील (Waterjet cutting) आमचे कौशल्य हे सुनिश्चित करते की सपाट असलेल्या पृष्ठभागामधून ड्रॉइंगशी तंतोतंत जुळणारे भाग तयार होतील. (पृष्ठभाग सपाट नसल्यास तंतोतंतपणामध्ये कमतरता येऊ शकते.) कार्यवस्तूवर आम्ही उष्णतेमुळे होणाऱ्या कोणत्याही विरूपणाशिवाय परिपूर्ण परिणाम देऊ शकतो. याचा अर्थ असा की, आम्ही तयार केलेले यंत्रभाग हे अंतिम उत्पादनच असते आणि त्यावर कोणत्याही प्रकारच्या सरफेसिंग किंवा अन्य यंत्रणाची आवश्यकता नसते.

मशीनचे तपशील
रेटेड शक्ती : 70 HP म्हणजेच 52.199 kW
मशीनचे नाव : वॉटरजेट जर्मनी S 3015
क्षमता

• मटेरियल : कापड, रबर, फोम, प्लॅस्टिक, चामडे, कंपोझिट, दगड, टाइल, काच, धातू, कागद इत्यादी.
• कमाल दाब : 3400 बार
• जाडी : 0.5 ते 200 मिमी.
• क्षेत्रफळ : 1500 मिमी. X 3000 मिमी.

वॉटरजेट यंत्रणाचे उपयोग (benefits of water jet cutting)
दगड
इतर कोणत्याही प्रोफाइलिंग तंत्रापेक्षा वॉटरजेट दगड कापण्यात अधिक प्रभावी असण्याचे एक महत्त्वाचे कारण म्हणजे त्यातून मिळणारी अतिशय पातळ धार. वॉटरजेटची धार अत्यंत पातळ म्हणजे 0.02" इतकी कमी रुंद असू शकते, त्यामुळे स्लॅबमधील काउंटरटॉप भाग त्यांच्या जागी अतिशय अचूकपणे बसू शकतात. अशाप्रकारे मटेरियलचा अधिकतम वापर केला जातो आणि वेळ आणि किंमत वाचविली जाते. उदाहरणार्थ, ग्रॅनाइट, संगमरवर, अभियांत्रिकी दगड, चुनखडी, पोर्सेलिन, सिरॅमिक टाइल इत्यादी.

कंपोझिट मटेरियल (Composite material)
वजनाच्या मानाने उच्च मजबूतपणा असल्यामुळे कंपोझिटचे कापणे, मिलिंग, राउटिंग किंवा जाळून काढणे कठीण असते. या तंत्राद्वारे उच्च वेगाने कमी प्रमाणात मटेरियल काढले जाते आणि प्रक्रियेदरम्यान कोणतीही उष्णता तयार होत नाही. त्यामुळे वॉटरजेट कटिंगच्या वापरामुळे या सर्व समस्यांचे निराकरण होते.


एक्झॉटिक धातू (Exotic metals)
टायटॅनियम आणि निकेल यांच्या मिश्रधातूंसारख्या मटेरियलचा वापर बहुतेकवेळा विमानाच्या भागांमध्ये केला जातो, कारण तिथे हलके आणि मजबूत मटेरियल आवश्यक असते. त्यामुळे, या कामात अपघर्षक वॉटरजेट यंत्रणाला (Waterjet cutting) बऱ्याचदा प्राधान्य दिले जाते, कारण त्यात उष्णतेमुळे होणाऱ्या विरूपणाशिवाय मटेरियल कापता येते आणि योग्य प्रकारे कार्य केल्यास त्याची मेटल फटीगची पातळी कमी करण्याची क्षमता आहे.

उदाहरण
संरक्षण क्षेत्रामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या हाय नायट्रोजन स्टील (HNS) मटेरियलवरील यंत्रण प्रकल्पासाठी एका कंपनीने आमच्याशी संपर्क साधला. आम्ही HNS मटेरियलचे विश्लेषण केले आणि प्रकल्पाच्या कार्याचे कोटेशन संबंधित कंपनीला पाठविले.

हाय नायट्रोजन स्टीलचे (HNS) गुणधर्म

• चांगले गंज प्रतिरोधक
• ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील
• नॉन मॅग्नेटिक

HNS लष्करामध्ये चिलखताच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते.
संबंधित कंपनीने खर्चाचे विश्लेषण केले आणि 'आम्ही सांगितलेला खर्च अधिक आहे आणि कच्च्या मालाची किंमत मुळातच जास्त आहे,' असे सांगून आमचे कोटेशन नाकारले. त्यानंतर त्यांनी तो प्रकल्प प्लाझ्मा कटिंग सेवा देणाऱ्या दुसऱ्या कंपनीला दिला.

प्लाझ्मा कटिंग प्रक्रिया (plasma cutting)
प्लाझ्मा आर्क कटिंग, ज्याला प्लाझ्मा फ्यूजन कटिंग किंवा प्लाझ्मा कटिंग असेही म्हणतात. ही एक फॅब्रिकेशन प्रक्रिया आहे. यात प्लाझ्मा टॉर्चमधून सोडलेला सुपरहीटेड, आयोनाइज्ड् वायू वापरून विद्युत प्रवाही मटेरियलला गरम करून, वितळवून सानुकूल आकार आणि डिझाइनमध्ये कापले जाते.
कापण्यासाठी, HNS एक अतिशय कठीण मटेरियल असल्याने, कापण्याची प्रक्रिया पार पाडण्यात प्लाझ्मा कटिंग मशीन अपयशी ठरले. प्लाझ्मा कटिंगमध्ये निर्माण झालेल्या उच्च तापमानामुळे मटेरियलमध्ये अनावश्यक विरूपण निर्माण झाले, ज्यामुळे संबंधित कंपनीचे नुकसान झाले. त्यामुळे त्या कंपनीने आमच्याशी पुन्हा संपर्क साधला.
सासा इंजीनिअरिंगमध्ये आम्ही त्यांना वॉटरजेट यंत्रणाचे सर्व फायदे आणि 'ही थंड यंत्रण प्रक्रिया असल्याने प्लाझ्मा कटिंगमध्ये होते, तसे उच्च तापमानामुळे अनावश्यक विरूपण होण्याचे कोणतेही कारण यात नाही', असे समजावून सांगितले. वॉटरजेट मशीन इतके कार्यक्षम आहे की, प्लाझ्मा कटिंग प्रक्रियेच्या दुप्पट वेगाने त्याने ही यंत्रण प्रक्रिया पार पाडली. आमच्या या कामगिरीमुळे संबंधित कंपनी प्रभावित झाली आणि त्याचा परिणाम असा झाला की नंतर त्यांचे उच्च मूल्याचे प्रकल्प आमच्याकडे आले.