Gyerekként mindig is szerettem, amikor a nagyszüleim, szüleim meséltek nekem a múltról, és arról, hogy milyen sorsfordító események történtek velük régen! Úgy gondolom, a múlt nagy hatással van a jelenre, az élmények és tudás melyeket felhalmozunk, megtapasztalunk, akarva-akaratlanul tovább adjuk gyermekeinknek és a következő nemzedéknek.
Sokakban felmerülhet a kérdés, miért olyan fontos, hogy ismerjem adott esetben a vízvágás technológia történetét, múltját? A válasz szerintem nagyon egyszerű! – Hogy megismerhessem az előnyeit és hátrányait, a kultúráját, és célját, hogy miért lett létrehozva ez a technológia, és választ kaphassunk az irodalom óráról jól ismert szlogenre: – „Mire gondolt a költő?”
Mi a Lamitec Kft.-nél, és természetesen a Ge-Co Hungary Kft. anyavállalatnál, törekszünk arra, hogy a múltat ismerve megoldást tudjunk nyújtani a jövő problémáira, és a háttér információkkal is jól felkészülve, segítséget nyújthassunk ügyfeleink részére! Ezért is tartottuk előadásainkat tavaly novemberben vízvágó szakmai napunkon, melybe a történelmet is belefoglaltuk!
Menjünk végig a lehető legegyszerűbb vizsgálási módon, kronológiai sorrendben az eseményeken!
1. XIX. század – Aranyláz és a Stephenson gőzgép
A vízvágás technológia gyökerei egészen az 1800-as évekig nyúlik vissza, amikor is nagynyomású vizeket használtak a bányászat során. Ezt a bányászati típust főleg arany, illetve ón bányászat során alkalmazták. Egy ókori római technikából fejlődött ki, amelynél vizet használtak a lágy föld alatti lerakódások feltárásához. A víznyomásos bányászatkor nagy erejű vízsugárral kimozdították a kőzeteket és üledékeket, majd a kapott víz-üledék iszapot zsilip dobozokon keresztül vezették el, az arany eltávolításához. 1848-1855 között a Kaliforniai aranyláz során Edward Matteson alkalmazta először, amikor is vászon tömlőt használt a víz továbbjuttatása céljából, amelyet később az 1860-as évekre krinolin tömlőre cseréltek ki.
Hidarulikus bányászat Kaliforniában (The Century Magazine, 1883 január)
A nagynyomású edények és szivattyúk megfizethetővé és megbízhatóvá váltak a gőzenergia megjelenésével. Az 1800-as évek közepére a gőzmozdonyok gyakoriak voltak és az első hatékony gőzzel hajtott tűzoltóautó már működött. George Stephenson első nagy “műve” 1814-ben látott napvilágot, mai szemmel kezdetlegesnek tűnő, de az első olyan jármű, amely a Stephenson által úttörőként alkalmazott peremes kerekeinek köszönhetően a síneken maradt, és 4 kilométeres óránkénti sebességgel, 30 tonnás terhet tudott elvontatni. A legtöbb nagynyomású szivattyú azonban ebben az időben körülbelül 500–800 psi (3,4–5,5 MPa) körül működött.
A George Stephenson által tervezett egyik Killingworth mozdony
2. A XX. század első fele – Összeállnak a kirakós darabkái
Egészen az 1900-as évek elejéig nem is történt fejlesztés és különösebb áttörés a vízsugarak ipari felhasználására vonatkozóan. Mígnem megjelentek a keskeny vízsugarak ipari vágókészülékként. 1933-ban a wisconsini Paper Patents Company átlósan mozgó, alacsony nyomású vízvágó gépet kezdett használni. A cél az volt, hogy a vízszintesen mozgó folytonos papírt elvágják. Bár ezen gép használata korszakalkotó volt, mégis ezek a korai alkalmazások túlságosan alacsony nyomásúak voltak és olyan puha anyagokra korlátozódtak, mint a papír.
A repülés, autóipar és az olajipar tovább alakította a fejlődést, és az olyan repülőgépgyártók, mint a Boeing, az 1940-es években kifejlesztették a hidraulikusan megnövelt vezérlőrendszerek tömítéseit. Az autótervezők hasonló kutatásokat folytattak a hidraulikus felfüggesztési rendszerekkel kapcsolatban, illetve az olajipar hidraulikus rendszereinek magasabb nyomásai szintén, fejlett tömítések kifejlesztéséhez vezettek, hogy megakadályozzák a szivárgást.
A nagynyomású vízsugaras technológia valójában a háború utáni korszakban alakult ki, gyorsabb vágást, valamint nagyobb pontosságot eredményezve. A megbízhatóság azonban az 1970-es évek elejéig továbbra is kihívást okozott. A megoldás egyik részét, Dr. John Olsen hozta el, az OMAX Corporation üzemeltetési igazgatója, aki kifejlesztette az első megbízható ultramagas nyomású szivattyút.
A korai szimpla vízcseppek könnyen vágták a lágy anyagokat, mint korábban említettem, de nem voltak hatékonyak keményebb anyagok, például fémek vágására. Ennek a problémának a megoldását abban látták, hogy csiszolóanyagot adtak a vízsugarakhoz a sugárfolyam kialakulása után. Ennek a technikának az alapja, Elmo Smith és Leslie Tirrell az 1930-as években alkalmazott nedves homokfúvása adta az alapot. A száraz eljárással szemben itt nagynyomású vízzel keverik a szóróanyagot, így csökkentve a porképződést. Leginkább kültéri szórás esetén alkalmazzák, alapvetően festék, szennyeződés eltávolításra.
A modern abrazív vízsugaras fúvókák evolúciója (balról jobbra: Elmo Smith szabadalma, Leslie Tirrell szabadalma, modern abrazív vízsugaras fúvóka keresztmetszete)
További probléma, hogy a korai vízsugaras fúvókák élettartama túl rövid volt ahhoz, hogy kereskedelmileg forgalmazható legyen. Ennek megoldásában a Boride Corporation segített, aki ROCTEC wolfram-karbid keményfém fúvókát hozott létre. A volfrám-karbid egy nagykeménységű, kopásálló kerámia. Első ízben 1917-ben állították elő, amelyet rideg anyagok forgácsolására használnak, például marógépekben, illetve ütve fúrok hegyét is ebből az anyagból szokták készíteni.
Létrejött a tartós vízsugaras fúvóka, és a megbízható nagynyomású szivattyú, az eredményhez nem kellett más, létrejött az abrazív vízsugaras vágógép.
Kialakulásának következménye, hogy elkezdték az iparban is használni, a jó vágási minőség, a nem termikus vágás eljárás előnyei, vagyis hő általi deformitás keletkezésének kiküszöbölése, és az a mérhetetlen hosszú anyaglista miatt, amelyet el tud vágni megfelelő minőségben. Cégünk ezért is tartja nagyon fontosnak a vízvágás megismerését hazánkban. Úgy gondoljuk nagyon sok műanyaggal, kővel, üveggel, fémmel dolgozó cég számára gazdaságilag is jó befektetés lenne, valamint minőségi termék előállításában is előnyt nyújtana, ha ismerné, és használná a vízvágás technológiát mindennapjai során. Az Omax Corporation rendkívül fejlett ezen gépek létrehozásában, így bátran merjük ajánlani ügyfeleinknek úgy, hogy szerviz szakembereink folyamatos képzésére és az alkatrész raktár folyamatos feltöltésére is nagy hangsúlyt fektetünk.
3. A XX. század második fele – Az áttörést hozó PC
Természetesen a végleges vízvágó gép kialakuláshoz számos fejlesztés és találmány vezetett, mint például 1950-es években rendkívül magas nyomású (100 000 psi, 6900 bar) folyadék sugár a fémek vágására, és John Parsons által kifejlesztett numerikus vezérlés (NC) rendszer.
Vagy említhetném az 1970-es években a Bendix Corporation által kifejlesztett korund betétes fúvókát. A korund az oxidásványok közé tartozó ásványfaj. A vegyileg tiszta korund színtelen és áttetsző, de szennyeződések hatására elszíneződhet: vörös színű változata a rubin, kék változata a zafír.
Ray F. Chadwick Troy, Micahel C. Kurko és Jospeh A. Corriveau által szabadalmaztatott korund betétes fúvóka
Továbbá Dr. John Olsen fejleszti és szabadalmaztatja a nyomásfokozó berendezést, és megjelenik az első kereskedelmi célra előállított vízvágó berendezések. Az 1980-as évekre az abrazív technológia hétköznapi valósággá válik, 1990-ben megalakult az OMAX Corporation, és Dr. John Olsen kifejleszti és szabadalmaztatja a mozgásvezérlő rendszert.
Az abrazív vízsugaras vágás teljes kereskedelmi elfogadásának végső akadálya a vízsugarak irányítása volt. A probléma, a pontosságban jelent meg. Ugyanis a vízsugár meghajlik vágás közben és a hagyományos CNC vezérlők nem voltak alkalmasak a finom mozgásmódosítások elvégzésére. A korai vízsugaras vágórendszerek tapasztalt kezelőt és sok próba- és hibaprogramozást igényeltek.
Dr. John Olsen a PC erejéhez fordult a kihívás megoldásaként, és pontosan modellezte a vízsugaras áramlás dinamikáját a vágási út minden pontján. Sikerült megjósolnia a sugárhajlás ívét, és ennek tekintetében egy precíz vezérlővel irányítani a fúvóka sebességét.
Látjuk, hogy egy adott technológia létrejöttéhez, megszületéséhez mennyi ember, cég, alázatos munkája, valamint idő és energia befektetése szükséges. Ezek az emberek, csapatok folyamatosan felhasználták a már ismert kutatásokat, fejlesztéseket, és egyfajta kockavár építéshez hasonlóan, egymásra épülve a hibákat, és előnyöket figyelembevéve törekedtek arra, hogy létrehozzanak valami maradandót, és jól működő dolgot. Azt gondolom, mindenképpen tanulhatunk a múltból, és törekedjünk mindig is annak megismerésére.
Az első OMAX vízvágó gép a Model 2448 Precision Jet System és a vállalat egyik mai modellje, a 2652 JetMachining Center
SzerzőForgách György Bálint, Lamitec Kft.