DIY Waterjet CNC - maszyna do cięcia wodą w tańszej wersji
: 20 kwie 2018, 01:54
Witajcie
Chciałbym podzielić się z Wami swoimi przemyśleniami, wątpliwościami oraz wynikami budowy taniej maszyny typu Waterjet.
Moja konstrukcja ma mieć zastosowanie do cięcia wyłącznie czystą wodą (bez ścierniwa) pianek, mikrogum, gumy, steropianu i innych delikatnych materiałów.
Poniżej opiszę dotychczasowe założenia i zrealizowane elementy. W mechanikę, elektronikę i typowo CNC aspekty nie będę się zagłębiał - chcę poruszyć typowe problemy i wątpliwości związane z budową maszyny waterjet.
Być może niektóre opisy będą zawierały oczywiste informację, ale ponieważ mnie dojście do nich zajęło czasem sporo czasu chciałbym podzielić się informacjami.
Konstrukcja XYZ:
Konstrukcja to bramowy ploter na prowadnicach liniowych z napędem paskowym, obszar roboczy 1,5x1,5m. Zakupiłem spawaną konstrukcję od człowieka, który planował robić wycinarkę plazmową, ale ostatecznie zabrakło mu chęci/wiedzy/potrzeby/zapału.
Dodatkowo, w trakcie realizacji jest oś Z do regulacji wysokości dyszy nad materiałem (grubość materiału jest zmienna).
Elektronika:
Typowe, ekonomiczne podzespoły z Chin. Większość z nich otrzymałem razem z zakupioną konstrukcją.
Silniki dla osi X i Y to Nema34 12Nm, Z Nema23 3Nm - z odpowiednimi sterownikami i zasilaczami.
Sterownie będzie przez Mach3, do tego posłuży mi kontroler USB XHC MK4-V.
Głowica do cięcia wodą:
Zakupiłem przez portal Alibaba głowicę wodną, która jest zamiennikiem głowicy do cięcia samą wodą firmy FLOW.
Koszt z VAT'em i cłem to między 2 a 2,5 tyś zł. Jakościowo nie jestem w stanie porównać z produktami oryginalnymi.
Wizualnie jakość elementów wygląda obiecująco, nie są tanie bo obróbka i wymogi ultrawysokich ciśnień nie są łatwe do realizacji.
Sterowanie głowicą wodną (ON/OFF):
Zakupiona przeze mnie głowica zawiera zawór sterowany pneumatycznie.
W związku z tym zakupiłem nieduży kompresor i odpowiednią armaturę pneumatyczną.
Sterowaniem dopływem wody do dyszy będzie więc użyty elektrozawór pneumatyczny zamontowany na osi Z.
Instalacja wodna niskiego ciśnienia:
Zestaw do filtracji wody z Castoramy czyli filtracja stałych "brudów" oraz zmiękczanie wody.
Przesył wody wysokiego ciśnienia:
Tutaj są dwie opcje - rurka stalowa lub wąż. Ponieważ u mnie ciśnienia będą około 200bar, a później maksymalnie 1200bar zakupię wąż.
Dla wyższych ciśnień wąż to byłaby zbyt droga sprawa. Na moje potrzeby znalazłem firmę Transfer Oil, która robi węże serii "Helix" - za około 100$ zakupię wąż 6m do 1200bar. Można by taniej, ale znaleźć typowy wąż z kompatybilną z głowicą do cięcia końcówką to spory problem.
Stół/wanna robocza:
Zakupiona konstrukcja posiada "wannę" ponieważ miał być to ploter plazmowy. Być może wanna okaże się zbyt płytka - obecnie jest to 20cm głębokości - być może na potrzeby moich ciśnień wystarczy. Jako ruszt najprawdopodobniej wykorzystam kratę pomostową. Problem rusztu na dziś to znaleźć producenta krat, który wykona ją z możliwie dużą precyzją, tak aby materiał leżał możliwie płasko.
TO TYLE ŁATWYCH ASPEKTÓW - poniżej temat ekonomicznie najtrudniejszy - POMPA!
Tutaj zaczynają się schody, a w zasadzie ich nie ma, jest przepaść. Pompa do maszyny typu waterjet kosztuje na prawdę sporo. Jest super wydajna, ale jej koszt przekracza moje możliwości, a poza tym to już by nie był ekonomiczny waterjet. Wydajność oferowanych pomp wielokrotnie przekracza moje potrzeby - nie ma w ofercie na prawdę małych pomp o porządnym ciśnieniu, ale małym przepływie, takim dla jednej skromnej głowiczki.
W moim przypadku chcę ciąć wyłącznie czystą wodą pianki i mikrogumy. Na te potrzeby, ponieważ otwór w dyszy dla samej wody jest bardzo mały potrzebuje również małego przepływu - nawet w okolicach 0,5l/min. Ciśnienie oczywiście największe jakie się da za małą kasę.
Gotowe konstrukcje z małymi pompami:
WAZER - mały waterjet na którego zebrano sporo kasy przez Kickstarter, posiada pompę 1,5kW i rzecz jasna jest to super tajne jakie oferuje ciśnienia i jaka tam jest pompa.
TINYJET - mały waterjet o ciśnieniu 1200bar, producent zawarł w specyfikacji, że zastosowaną w nim typową pompę typu "triplex plunger". Wnioskuję z tego, że jest to coś na wzór pompy do myjki wysokociśnieniowej z małym przepływem, a o wysokim ciśnieniu.
Od powyższych konstrukcji zaczęła się konkretna rozkmina - jak to oni zrobili!? No bo ogólnie problem z pompami dostępnymi na rynku jest taki - duże ciśnienie (1-4tyś. bar) równa się wielka pompa i cholernie duży przepływ, który jest mi niepotrzebny.
Większość oferowanych pomp zasilanych napędem o mocy 1,5-3kW to pompy do 220bar, ale o przepływie np. 3-8l/min.
Tak jak wspomniałem ja potrzebuję 0,5l/min, ale za to chociaż 1000bar i więcej.
I tutaj rozpoczyna się dyskusja i prośba do Was - jak to zrobić!?
Zwiększyć ciśnienie kosztem przepływu!?
Znalazłem jeszcze inną opcję na pompę:
Można użyć pompy napędzanej powietrzem (air driven water pump) co da do 1500bar, ale wymaga też kompresora o dużej wydajności.
Prawdopodobnie jest do mało sprawne wyjście, poza tym koszt takiej pompy to 5 tyś. zł, a do tego kompresor powietrza, który da 650l/godzinę.
Opcje mityczne, sfera marzeń:
Najbardziej dopasowane przepływem i ciśnieniami wydają się pompy do hydrauliki siłowej. Jest tylko jeden poważny problem - te pompy są do oleju, nie do wody. Pomijając potencjalną korozję to woda nie da smarowania jak olej, a to chyba konieczne.
DIY Waterjet na Youtube:
Jest facet, który zainspirował mnie do podjęcia tego tematu. Kupił głowicę, myjkę ciśnieniową i zaczął kombinować.
Polecam obejrzeć jego filmiki, może i Wam zrobi się ochota na taką maszynkę.
Chciałbym podzielić się z Wami swoimi przemyśleniami, wątpliwościami oraz wynikami budowy taniej maszyny typu Waterjet.
Moja konstrukcja ma mieć zastosowanie do cięcia wyłącznie czystą wodą (bez ścierniwa) pianek, mikrogum, gumy, steropianu i innych delikatnych materiałów.
Poniżej opiszę dotychczasowe założenia i zrealizowane elementy. W mechanikę, elektronikę i typowo CNC aspekty nie będę się zagłębiał - chcę poruszyć typowe problemy i wątpliwości związane z budową maszyny waterjet.
Być może niektóre opisy będą zawierały oczywiste informację, ale ponieważ mnie dojście do nich zajęło czasem sporo czasu chciałbym podzielić się informacjami.
Konstrukcja XYZ:
Konstrukcja to bramowy ploter na prowadnicach liniowych z napędem paskowym, obszar roboczy 1,5x1,5m. Zakupiłem spawaną konstrukcję od człowieka, który planował robić wycinarkę plazmową, ale ostatecznie zabrakło mu chęci/wiedzy/potrzeby/zapału.
Dodatkowo, w trakcie realizacji jest oś Z do regulacji wysokości dyszy nad materiałem (grubość materiału jest zmienna).
Elektronika:
Typowe, ekonomiczne podzespoły z Chin. Większość z nich otrzymałem razem z zakupioną konstrukcją.
Silniki dla osi X i Y to Nema34 12Nm, Z Nema23 3Nm - z odpowiednimi sterownikami i zasilaczami.
Sterownie będzie przez Mach3, do tego posłuży mi kontroler USB XHC MK4-V.
Głowica do cięcia wodą:
Zakupiłem przez portal Alibaba głowicę wodną, która jest zamiennikiem głowicy do cięcia samą wodą firmy FLOW.
Koszt z VAT'em i cłem to między 2 a 2,5 tyś zł. Jakościowo nie jestem w stanie porównać z produktami oryginalnymi.
Wizualnie jakość elementów wygląda obiecująco, nie są tanie bo obróbka i wymogi ultrawysokich ciśnień nie są łatwe do realizacji.
Sterowanie głowicą wodną (ON/OFF):
Zakupiona przeze mnie głowica zawiera zawór sterowany pneumatycznie.
W związku z tym zakupiłem nieduży kompresor i odpowiednią armaturę pneumatyczną.
Sterowaniem dopływem wody do dyszy będzie więc użyty elektrozawór pneumatyczny zamontowany na osi Z.
Instalacja wodna niskiego ciśnienia:
Zestaw do filtracji wody z Castoramy czyli filtracja stałych "brudów" oraz zmiękczanie wody.
Przesył wody wysokiego ciśnienia:
Tutaj są dwie opcje - rurka stalowa lub wąż. Ponieważ u mnie ciśnienia będą około 200bar, a później maksymalnie 1200bar zakupię wąż.
Dla wyższych ciśnień wąż to byłaby zbyt droga sprawa. Na moje potrzeby znalazłem firmę Transfer Oil, która robi węże serii "Helix" - za około 100$ zakupię wąż 6m do 1200bar. Można by taniej, ale znaleźć typowy wąż z kompatybilną z głowicą do cięcia końcówką to spory problem.
Stół/wanna robocza:
Zakupiona konstrukcja posiada "wannę" ponieważ miał być to ploter plazmowy. Być może wanna okaże się zbyt płytka - obecnie jest to 20cm głębokości - być może na potrzeby moich ciśnień wystarczy. Jako ruszt najprawdopodobniej wykorzystam kratę pomostową. Problem rusztu na dziś to znaleźć producenta krat, który wykona ją z możliwie dużą precyzją, tak aby materiał leżał możliwie płasko.
TO TYLE ŁATWYCH ASPEKTÓW - poniżej temat ekonomicznie najtrudniejszy - POMPA!
Tutaj zaczynają się schody, a w zasadzie ich nie ma, jest przepaść. Pompa do maszyny typu waterjet kosztuje na prawdę sporo. Jest super wydajna, ale jej koszt przekracza moje możliwości, a poza tym to już by nie był ekonomiczny waterjet. Wydajność oferowanych pomp wielokrotnie przekracza moje potrzeby - nie ma w ofercie na prawdę małych pomp o porządnym ciśnieniu, ale małym przepływie, takim dla jednej skromnej głowiczki.
W moim przypadku chcę ciąć wyłącznie czystą wodą pianki i mikrogumy. Na te potrzeby, ponieważ otwór w dyszy dla samej wody jest bardzo mały potrzebuje również małego przepływu - nawet w okolicach 0,5l/min. Ciśnienie oczywiście największe jakie się da za małą kasę.
Gotowe konstrukcje z małymi pompami:
WAZER - mały waterjet na którego zebrano sporo kasy przez Kickstarter, posiada pompę 1,5kW i rzecz jasna jest to super tajne jakie oferuje ciśnienia i jaka tam jest pompa.
TINYJET - mały waterjet o ciśnieniu 1200bar, producent zawarł w specyfikacji, że zastosowaną w nim typową pompę typu "triplex plunger". Wnioskuję z tego, że jest to coś na wzór pompy do myjki wysokociśnieniowej z małym przepływem, a o wysokim ciśnieniu.
Od powyższych konstrukcji zaczęła się konkretna rozkmina - jak to oni zrobili!? No bo ogólnie problem z pompami dostępnymi na rynku jest taki - duże ciśnienie (1-4tyś. bar) równa się wielka pompa i cholernie duży przepływ, który jest mi niepotrzebny.
Większość oferowanych pomp zasilanych napędem o mocy 1,5-3kW to pompy do 220bar, ale o przepływie np. 3-8l/min.
Tak jak wspomniałem ja potrzebuję 0,5l/min, ale za to chociaż 1000bar i więcej.
I tutaj rozpoczyna się dyskusja i prośba do Was - jak to zrobić!?
Zwiększyć ciśnienie kosztem przepływu!?
Znalazłem jeszcze inną opcję na pompę:
Można użyć pompy napędzanej powietrzem (air driven water pump) co da do 1500bar, ale wymaga też kompresora o dużej wydajności.
Prawdopodobnie jest do mało sprawne wyjście, poza tym koszt takiej pompy to 5 tyś. zł, a do tego kompresor powietrza, który da 650l/godzinę.
Opcje mityczne, sfera marzeń:
Najbardziej dopasowane przepływem i ciśnieniami wydają się pompy do hydrauliki siłowej. Jest tylko jeden poważny problem - te pompy są do oleju, nie do wody. Pomijając potencjalną korozję to woda nie da smarowania jak olej, a to chyba konieczne.
DIY Waterjet na Youtube:
Jest facet, który zainspirował mnie do podjęcia tego tematu. Kupił głowicę, myjkę ciśnieniową i zaczął kombinować.
Polecam obejrzeć jego filmiki, może i Wam zrobi się ochota na taką maszynkę.