ウォータージェット切断とは?利点・事例・注意点を分かりやすく解説

水圧により対象を切断するウォータージェット切断について解説しています。仕組みや特徴など基本的なことから、ウォータージェット切断の利点や注意点、実際の導入事例まで詳しく解説しています。この記事を読むことで、ウォータージェット切断について理解でき、より良い製品を作れるようになります。

ウォータージェット切断とは?利点・事例・注意点を分かりやすく解説のイメージ

目次

  1. 1ウォータージェット切断とは?【水圧により対象を切断】
  2. 2ウォータージェット切断の利点を押さえよう!
  3. 3ウォータージェット切断の事例【硬さ・材質を問わず自由に加工可能】
  4. 4気をつけて!ウォータージェット切断の注意点
  5. 5ウォータージェット切断にお困りの場合は鋼の専門商社へ相談もアリ!
  6. 6まとめ

ウォータージェット切断について調べていますね?

ウォータージェット切断は、水圧により対象を切断する加工のことです。

熱による変形の恐れがなく、加工の形状に自由度があるというのがウォータージェット切断の利点となります。

しかし切断面に発生するテーパーへの対策など、気をつけるべき点があるので注意しましょう。

そこで本記事では、ウォータージェット切断の仕組みやメリット、注意点やウォータージェット切断の導入事例について紹介していきます。

本記事を読むことで、ウォータージェット切断がどんな加工なのかが分かり、ウォータージェット切断をスムーズに導入することができるようになりますので、ぜひご一読ください。

ウォータージェット切断について詳しく知り、無駄がない効率的な製造をしていきましょう!

ウォータージェット切断とは?【水圧により対象を切断】

ウォータージェット切断とは、水圧により対象を切断する加工のことです。

熱による変形の恐れがなく、加工の形状に自由度があるというのがウォータージェット切断の利点となります。

ウォータージェット切断は利点が多い加工方法ですが、特徴を把握していなければ、適切に導入することができず、製造時に多くのロスを出してしまう可能性も。

そこで、ウォータージェット切断について深く理解するため、以下の説明をします。
 

  • ウォータージェット切断の原理
  • ウォータージェット切断機の種類と仕組み

それでは詳しく見ていきましょう。

1ー1.ウォータージェット切断の原理

ウォータージェット切断の原理は、水圧の高い水を工作物に噴射することによって切断するというものです。

ウォータージェット切断で用いられる水圧は392MPa程度になっており、これは通常の蛇口における水圧の約2,000倍程度に当たります。

こののように、高い水圧で水を噴射し、工作物の切断をするというのがウォータージェット切断の原理です。

1ー2.ウォータージェット切断機の種類と仕組み

次にウォータージェット切断機の種類と仕組みを紹介します。

ウォータージェット切断機の種類は、2種類です。

  • ウォータージェット切断機
  • アブレシブジェット切断機

それぞれの仕組み・特徴について表にまとめました。
 
切断機 仕組み
ウォータージェット切断機 水だけで切断をおこなう機械。木材・樹脂・ゴムのような柔らかい素材の切断に最適。
アブレシブジェット切断機 水に研磨剤を混入させた混合液で切断する機械。ステンレスやアルミのような金属の切断にも用いることが可能。

ウォータージェット切断機の種類と仕組みを押さえ、目的に合った切断機を導入するようにしましょう。

ウォータージェット切断の利点を押さえよう!

ここまで、ウォータージェット切断の特徴を確認してきました。

次にウォータージェット切断の利点について紹介します。

利点を押さえることで、ウォータージェット切断を最大限に活かした生産が可能です。

ウォータージェット切断の利点は以下の4点になります。
 

  • 熱による変形の恐れがない
  • 加工の形状が自由
  • 研磨剤を混ぜることで硬い材質も加工可能
  • 環境にやさしい

ウォータージェット切断には、工作物を緻密に加工できること以外にも多くの利点があります。

それでは早速見ていきましょう。

2ー1.熱による変形の恐れがない

ウォータージェット切断は熱によって工作物が変形する恐れがありません。

なぜなら、ウォータージェット切断は非接触加工となっており、ドリルなどの工具によって発生する熱の影響が工作物へ及ばないからです。

工作物が熱によって変形してしまうような現象が起こらないというのが、ウォータージェット切断の利点の1つとなります。

2ー2.加工の形状が自由【3次元も可能】

ウォータージェット切断は加工する形状が自由で、思い通りに切断・切り抜きをすることができます。

なぜなら工作物と噴射するノズルが接触しないため、自由な角度から切断加工をおこなうことが可能だからです。

また多軸制御のウォータージェット切断機では、あらゆる角度から水を噴射できるため、3次元の加工にも適しています。

思い通りに切断・切り抜きができ、2次元・3次元の工作物加工をおこなえるのが、ウォータージェット切断の利点です。

2ー3.研磨剤を混ぜることで硬い材質も加工可能

ウォータージェット切断は、研磨剤を混ぜることで硬い材質も加工ができます。

すでに記載したとおり、アブレシブジェット切断では研磨剤を混入させた混合液を使用することで、金属のような硬い物質の加工も可能です。

たとえばアルミやチタン、ステンレスのような素材の切断もアブレシブジェット切断を使用すれば、加工することができます。

研磨剤を混ぜることで硬い材質も加工ができるのが、ウォータージェット切断の強みです。

2ー4.環境にやさしい

ウォータージェット切断は、環境にやさしいという利点もあります。

なぜなら切断には水と研磨剤だけしか使用しないからです。

また切断時に粉塵が大気に舞い散ることがないため、環境だけではなく、作業者にもやさしい加工方法だと言えます。

環境にやさしい切断方法であるというのが、ウォータージェット切断の利点です。

ウォータージェット切断の事例【硬さ・材質を問わず自由に加工可能】

ここまで、ウォータージェット切断の利点を紹介しました。

次に以下の導入事例を見ていきます。
 

  • ハイマンガン鋼の穿孔と切断
  • 自動車のルーフ材

ウォータージェット切断の導入事例を詳しく知ることで、ウォータージェット切断適切な工作物を理解することができ、製造過程でどのように導入するかの判断が可能です。

それでは早速見ていきましょう。

3ー1.ハイマンガン鋼の穿孔と切断

ハイマンガン鋼の穿孔と切断

(引用元:特殊鋼のクマガイ

ウォータージェット切断の導入事例として、ハイマンガン鋼の穿孔と切断について紹介します。

ウォータージェット切断はハイマンガン鋼の穿孔と切断に最適です。

ハイマンガン鋼の特徴として、熱によって硬化してしまうという点が挙げられます。

そのため、ハイマンガン鋼は接触加工や熱切断には不向きです。

ウォータージェット切断は非接触加工のため、ハイマンガン鋼が硬化するということはありません。

鋼板の表面に3ミリ径の孔を約1万個あけるといった複雑な加工も可能です。

このようにウォータージェット切断は、ハイマンガン鋼の穿孔と切断に最適だと言えます。

ハイマンガン鋼に関する詳しい解説は、以下の記事をご覧ください。

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3ー2.自動車のルーフ材

ウォータージェット切断は自動車のルーフ材のような材質の加工にも適しています。

ルーフ材は弧を描くような複雑な形状をしているため、ウォータージェット切断によって3次元加工をおこなう必要があるからです。

またウォータージェット切断を用いれば、ルーフ材が熱によって変形する恐れもありません。

自動車のルーフ材のような材質の加工にも適しているのがウォータージェット切断なのです。

気をつけて!ウォータージェット切断の注意点

ここまでウォータージェット切断の利点や、導入事例について紹介してきました。

ウォータージェット切断は、熱による変形の恐れがなく、加工の形状に自由度があることをはじめとする多くの利点がありました。

ただし、加工の形状に自由度があるといっても、どんな形でも加工できるというわけではありません。

ウォータージェット切断について知っておくべき注意点があります。

ウォータージェット切断の注意点とは、以下の3点です。
 

  • 切断面にテーパーが発生するので対策が必要
  • レーザー加工よりも高コストになることがある
  • 機械加工よりも精度が劣る

注意点を理解することで、製造時に無駄なロスを省くことができます。

以下で詳しく見ていきましょう。

4ー1.切断面にテーパーが発生するので対策が必要

ウォータージェット切断は、切断面にテーパーが発生するので対策が必要となります。

なぜなら切断時に水流の力が弱まるため、加工後半になるにつれて切断面が狭くなるからです。

しかし、切断速度や出力を上げることによって、テーパーを最小限に押さえることができます。

切断面にテーパーが発生するためウォータージェット切断する際には対策をおこなうようにしましょう。

4ー2.レーザー加工よりも高コストになることがある

ウォータージェット切断は、レーザー加工よりも高コストになることがあります。

なぜならアブレシブジェット切断に用いる研磨剤が高価だからです。

低コストな熱切断で代替できる加工の場合には、ウォータージェット切断以外の方法で切断することを推奨します。

高コストになることを念頭に置いて、ウォータージェット切断を導入しましょう。

4ー3.機械加工よりも精度が劣る

機械加工よりも精度が劣る

ウォータージェット切断は、機械加工よりも精度が劣ります。

以下は、ウォータージェット切断と機械加工における外周形状加工の精度です。
 

方法 外周形状加工の精度
ウォータージェット切断 ±0.2mm
レーザー加工 ±0.05mm
ワイヤーカット加工 ±0.005mm

ウォータージェット切断と機械加工の精度は上記の通り、大きく異なります。

工作物に求められる精度にあった加工方法を導入するようにしましょう。

ウォータージェット切断にお困りの場合は鋼の専門商社へ相談もアリ!

ウォータージェット切断の導入に不安があるという方は、加工技術のプロに相談するべきです。

ウォータージェット切断は、切断面に発生するテーパーへの対策が必要だということをはじめとするいくつかの注意点があるため、知識がない状態で導入すれば失敗する可能性もあります

ですので、ウォータージェット切断を使って効率的に製造をおこないたいということであれば、実績と技術のある会社への相談がおすすめです。

5ー1.クマガイ特殊鋼株式会社

クマガイ特殊鋼株式会社

クマガイ特殊鋼株式会社は、ウォータージェット切断のように技術力が求められる加工を得意とする会社です。

創業100年以上を誇り、その歴史の中で確固たる信頼と実績を積み上げてきたクマガイ特殊鋼株式会社のような会社は希少だと言えます。

ウォータージェット切断を導入し、より品質の高い製品を製造したいということであれば、クマガイ特殊鋼株式会社に相談することがおすすめです。

まとめ

ウォータージェット切断は、水圧により対象を切断する加工のことです。

熱による変形の恐れがなく、加工の形状に自由度があるというのがウォータージェット切断の利点となります。

しかし切断面に発生するテーパーへの対策など、気をつけるべき点があるので注意しましょう。

もしウォータージェット切断の導入にお困りであれば、クマガイ特殊鋼株式会社にご相談ください。

プロとしてきめ細かいサポートを約束します。

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