اخیراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan كه یك شركت بازاریابی كار می كنند، اعلام نموده اند كه abrasive waterjet به نحو چشمگیری رشد و گسترش قابل ملاحظه ای پیدا كرده است. رشد 1/9 درصد در فاصله سال های 2002-1997 برای بازار واترجت و جت مواد آینده پیش بینی میشود.
هم واترجت و هم لیزر قادرند فلزات و دیگر مواد را برش دهند. ولیكن دستگاه های واترجت ارزان تر از دستگاه های لیزر می باشند و عملاً دستگاه های واترجت برتر از ماشین های برش معمولی می باشند.
چرا تعداد زیادی از مردم به خرید دستگاه های واترجت روی آورده اند، زیرا: چون می توانند سریع برنامه ریزی كرده و در مدت كوتاهی پولدار شده و سود زیادی عایدشان شود. همچنین میتوانند سریعاً دستگاه را تنظیم كرده و كل مجموعه تنظیمات دستگاه را تنظیم كرده و كل مجموعه تنظیمات دستگاه را چك كنند آنها از ابزار دستگاه خیلی تعریف میكنند. چونكه ابزار، هم در ماشینكاری اولیه و هم در ماشینكاری ثانویه (نهایی) یكی است و نیازی به تغییر ابزار نمی باشد. سرعت ساخت قطعات بسیار بالا و خارج از تصور می باشد. این روش باعث ایجاد اثرات حرارتی روی قطعه نمیشود. آنها می توانند هزینه خرید دستگاه را در مدت كوتاهی تامین نمایند. شما قبلاً عبارات واترجت و جت مواد ساینده را شنیده اید، این مهم است كه بدانید جهت مواد ساینده همان واترجت نمی باشد، اگرچه خیلی به هم شبیه هستند. تكنولوژی جت آب به حدود 20 سال پیش برمیگردد و جت مواد ساینده حدوداً 10 سال بعد به وجود آمد. اساس هر دو روش مبتنی بر افزایش فشار آب تا حد خیلی زیاد و خروج آب از یك روزنه كوچك به خارج میباشد. سیستم واترجت از یك باریكه آب استفاده میكند كه از دهانه (orifice) خارج میشود و میتواند مواد نرمی از قبیل پارچه و مقوا را برش دهد و لیكن نمیتواند مواد سختتری را برشكاری كند. آب در دهانه ورودی از 20 تا 55 هزار پوند بر اینچ مربع تحت فشار قرار میگیرد، سپس از دهانه (jewel) كه قطر آن به طور نمونه 015/0-010/0 اینچ میباشد. با فشار خارج میشود و در سیستم جت مواد ساینده، مواد ساینده به جت آب افزوده شده تا بتواند مواد سخت*تر را نیز برش دهد. سرعت خیلی زیاد جت آب باعث ایجاد خلاء شده و مواد ساینده را به داخل نازل مكش میكند. اغلب مردم زمانی كه منظورشان جت ساینده است، به غلط اصطلاح واترجت را به كار میبرند. یك مجموعه كامل نازل واترجت حدود 500 تا 1000 دلار می باشد در صورتی كه نازل جت سازنده حدود 800 تا 2000 دلار هزینه در بر دارد. هزینه عملیاتی جت مواد ساینده به خاطر سایش تیوپ مخلوط كننده مواد ساینده با آب و همچنین به خاطر مصرف مواد ساینده نسبت به واترجت خیلی زیاد است.

تنها محدودیت جت آب نازل های آن می باشد و jewel دارای سوراخ بسیار ریزی بوده كه آب با فشار از آن به بیرون پاشیده می شود. Jewel ممكن است ترك برداشته و یا در اثر رسوب در آن مسدود شدن دهانه یاقوتی نازل در اثر ورود مواد زائد و گرد و كثافت در دهانه ورودی آب (inlet water) می باشد و می توان براحتی و با استفاده از یك فیلتراسیون مناسب از بروز چنین مواردی جلوگیری نمود. رسوبات در اثر مواد معدنی موجود در آب نیز ممكن است پدید آید. Jewelها را می توان در مدت كوتاهی حدود 2 تا 10 دقیقه تعویض نمود. همچنین قیمت بالایی نداشته و حدود 5 تا 50 دلار می باشد، البته نازل های الماسه نیز وجود دارند ولیكن قیمت آنها حدود 200 دلار می باشد و همچنین ساخت آنها نیز مشكل تر از نازل های یاقوتی می باشد. ابعاد و شكل هندسی دهانه نازل در نحوه عملكرد آن تاثیر بسیار مهمی داشته و در مورد نازل های الماسی تامین این دقت و تلرانس كمی مشكل و هزینه بر می باشد.

محدودیت های موجود در مورد نازل های مربوط به جت مواد ساینده :

نازل های جت مواد ساینده علاوه بر طرح ساده ای كه دارند گاه گاهی ایجاد مشكلاتی نیز می كنند. طرح های گوناگونی ساخته شده اند ولی همگی در بروز یكسری مشكلات مشترك هستند.
تیوپ مخلوط كننده یك قطعه و مجموعه گران قیمت بوده و به علت سایش در اثر مواد ساینده دارای عمر كوتاهی نیز می باشد. همانطوری كه گفته شد، جت مواد ساینده قادر است هر چیزی را برش دهد و این توانایی بالایی فرسایش و در نتیچه آن برش مسیر عبور و تیوپ مخلوط كننده را نیز تحت تاثیر قرار می دهد و همین مسئله در افزایش قیمت نهایی قطعه تولیدی تاثیر می گذارد.
از دیگر مشكلات موجود در مورد دستگاه های جت مواد ساینده این است كه تیوپ مخلوط كننده به همیشه بلكه گاه گاهی مسدود می شود. معمولاً علت این امر در اثر مواد زاید و كثیف (dirt) و همچنین دانه های مواد ساینده كه از اندازه استاندارد بزرگ تر باشند نیز حاصل می شود.

مزایای ماشین كاری با جت مواد ساینده :

برنامه ریزی و تنظیم فوق العاده سریع
در این فرآیند نیازی به تغییر ابزار جهت كارهای مختلف نمی باشد، برعكس دیگر دستگاه های ماشین كاری كه حتی برای تعویض ابزار نیر باید برای دستگاه برنامه ریزی كرد. تنها برنامه ریزی لازم برای انجام عملیات ارائه نقشه قطعه به دستگاه می باشد و اگر مشتری نقشه قطعه كار را روی یك دیسكت به شما تحویل دهد، نصف كار انجام شده است و این به این معنی است كه شما در تولیدات كم و حتی تك سازی هم می توانید سود قابل توجهی ببرید.
برای اغلب كارها نیاز به فیكسچر خیلی كمی نیاز است
برای مواد تخت می توان پس از قرار دادن آنها روی میزكار با قراردادن دو وزنه 10 پوندی روی آن قطعه كار را فیكس نمود و برای قطعات كوچك می تواند با استفاده از رویندهای كوچك، كار را محكم نمود.
امكان ماشین كاری تقریباً هر قطعه (شكل) دو بعدی و برخی از قطعات (اشكال) سه بعدی
امكان ماشین كاری شعاع ها و گوشه های داخلی با شعاع كم، امكان ساخت فلانج كاربراتور با سوراخ ها و همه چیزهای لازم آن. برخی از دستگاه های فوق العاده پیشرفته قادر به ماشین كاری سه بعدی می باشند. ماشین كاری سه بعدی نیازمند و مستلزم دقت زیادی می باشد. به همین دلیل ماشین كاری سه بعدی صرفاً جهت كاربردهای خاص به كار می رود.
به هر حال ماشین كاری جت مواد ساینده دارای توانمندی فوق العاده در تولید اشكال دو بعدی است و لیكن در مورد اشكال سه بعدی دارای محدودیت هایی می باشد.
اعمال نیروی جانبی بسیار كم به قطعه حین ماشین كاری
بدین معنی كه شما می توانید با اطمینان قطعاتی كه ضخامت دیواره آنها به كوچكی 0025/0 اینچ باشد را به راحتی و بدون تركیدگی و یا حتی لب پریدگی، ماشین كاری كنید. همچنین پایین بودن زیاد میزان نیروی جانبی برش این امكان را فراهم می كند تا بتوان اشكال لانه زنبوری و تو در تو تولید نموده و با این كار را از متریال حداكثر استفاده را كرد.
اغلب هیچ گونه گرمایی روی قطعه كار ایجاد نمی شود.شما می توانید قطعه كار را ماشین كاری كنید. بدون ایجاد افزایش دما و سخت شدن قطعه كار و بدون تولید دودهای سمی، بدون ایجاد پیچیدگی در قطعه كار، و بدون تولید دودهای سمی، و بدون ایجاد پیچیدگی در قطعه كار.
شما می توانید قطعاتی را كه قبلاً سخت كاری شده اند و عملیات حرارتی بر روی آنها انجام شده است را به راحتی ماشین كاری كنید. در ایجاد سوراخ بر روی فولاد به ضخامت 2 اینچ حداكثر دمای قطعه كار به 120 درجه فارنهایت می رسد و لیكن ماشین كاری بر روی دیگر قطعات در دمای اتاق انجام می شود.
نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نمی شود:
بر خلاف ماشین كاری با وایركات كه نیاز به ایجاد سوراخ اولیه می باشد در این روش نیازی به ایجاد سوراخ اولیه نمی باشد.

موضوع ضخامت قطعه كار :

محدودیت مشخصی برای ضخامت معلوم نمی باشد و لیكن سرعت برش تابعی از ضخامت قطعه كار می باشد.

عدم آسیب رسانی به محیط :

شما می توانید از مواد ساییده شده قرمز رنگ كه از garnet بجای مانده است جهت تزئین باغچه استفاده كنید حتی اگر شما می خواهید قطعات زیادی از جنس مواد خطرناك از قبیل سرب و … را ماشین كاری كنید، این مهم است كه مقدار خیلی كمی از ماده برداشته می شود. این خود در حفاظت محیط زیست موثر است.
باقی مانده مواد خام نیز قابل استفاده است
هنگام ماشین كاری قطعات گران قیمت از قبیل تییانیوم، باقی مانده ماده خام نیز ارزشمند است زیر عرض برش این فرآیند كوچك بوده و پس از تولید قطعه اصلی، می توان از مواد باقی مانده مجدداً قطعات دیگری تولید نمود.
تنها و تنها فقط به یك ابزار نیاز است
در این روش نیازی به تغییر ابزار نمی باشد و حتی نیازی به برنامه ریزی جهت تغییر ابزار نمی باشد. برنامه ریزی و تنظیم دستگاه و تمیز كردن نیز زمان زیادی نمی برد، از این رو در این روش سرعت تولید و بهره وری خیلی زیاد است.

افسانه ها و موهومات معمول در مورد جت مواد ساینده :

اوه! شما می توانید فولاد به ضخامت 6 اینچ را با آب ببرید!؟
خیر! اگر شما مشاهده می كنید كه یك قطعه فولادی به ضخامت 6 اینچ در حال برش كاری است، بدانید كه این واترجت نیست بلكه جت مواد ساینده است كه این كار را انجام می دهد. وظیفه آب در اینجا فقط اعمال شتاب فوق العاده زیاد بر مواد ساینده است. و این مواد ساینده است كه فولاد را می برد، نه آب!

عمر نازل برش كاری :

به اشتباه خیال می شود كه عمر نازل خیلی مهم و حساس است و این در حالی است كه عمر قسمت نازل دستگاه اهمیت آن چنانی ندارد و آنچه كه مهم است عمر تیوپ مخلوط كننده مواد ساینده با آب است.
Orifice یا jewelها ارزان هستند و اصلاً قابل قیاس با تیوپ اختلاط نمی باشد. Jewelها (قسمت نازل یا دهانه خروجی آب است كه از جنس لعل یا یاقوت می باشد) تقریباً ارزان و حدود 15 تا 50 دلار می باشند و این در حالی است كه قیمت تیوپ مخلوط كننده 100 تا 200 دلار می باشد. Jewelها نوعاً در اثر رسوبات معدنی موجود در آب آسیب می بینند كه البته این رسوبات قابل برداشت می باشند. Jewel از جنس یاقوت قرمز و آبی تقریباً یكسان هستند و تفاوتشان فقط در رنگشان است. علت رنگ قرمز rubyها به علت درصد بالای كرم موجود در آنها بوده و در مقابل sapphireها علت رنگ آبی، درصد بالای آهن موجود در آنها است ولیكن هر دو سنگ یاقوت معدنی می باشند. اما اگر هنوز عمر مفید نازل برای شما خیلی مهم است می توانید بجای نازل از جنس یاقوت قرمز یا آبی، از نازل الماسه استفاده كنید ولی بهتر است فعلاً از یك سامانه مناسب فیلتراسیون آب استفاده كنید
.

مدت كاركرد مفید تیوب مخلوط كننده چقدر است؟

برای روشن شدن موضوع بدانید استفاده از یك تیوب مخلوط كننده كهنه و آسیب دیده در اثر كاركرد مانند بكارگیری یك تیغچه الماسه كند شده می باشد. این مشكل است كه بگوییم چه وقت یك تیوب كاملاً آسیب دیده و قابل كاربرد نمی باشد. اما این مهم است كه ساییدگی در تیوب باعث كاهش كارآیی ماشین كاری می گردد. برای كارهای دقیق بهتر است از یك تیوب جدید استفاده نمود.
عمر مفید تیوب به پارامترهای زیادی بستگی دارد، به عنوان مثال نوعاً از 20 تا 100 ساعت می تواند عمر مفید متوسط فرض شود. البته با توجه به شرایط ممكن است از این زمان سریع تر یا كندتر نیز سایش اتفاق بیفتد كه البته باز به شرایط كاری بستگی دارد.

پس هزینه اصلی عملیاتی چه چیزی است؟

وقتی هزینه هایی از قبیل تیوب اختلاط و دهنه های نازل كه قطعات گران قیمت و فرسایشی هستند را مورد توجه قرار می دهید بایستی هزینه كل عمیات را نیز در نظر گرفته و آن را با سودمندی و قدرت تولید دستگاه مقایسه كنید وقتی شما چنین مقایسه ای را انجام دهید خواهید دید كه دستگاه جت مواد ساینده شاید سودآورترین دستگاه در كارگاه شما باشد.
توجه داشته باشید كه قیمت ساعت كار دستگاه بین 20 تا 35 دلار متغیر است. البته كارگاه هایی نیز مشاهده شده اند كه به علت انجام كارهای فوق العاده دقیق، ساعت كار دستگاهشان بین 500 تا 2000 دلار می باشد. البته كمی غیر عادی نیز می باشد و همچنین گاهگاهی كارگاه هایی نیز دیده می شوند كه كارهایی انجام می دهند كه انجام آنها با سایر روش ها یا تقریباً غیر ممكن و یا با استفاده از روش هایی كه بتواند جایگزین جت مواد ساینده شود، خیلی گران می شود.

تلرانس ها و دقت های قابل دستیابی :

جهت تولید قطعات دقیق نیاز به دستگاه دقیق نیز می باشد. البته پارامترهای دیگری نیز وجود دارند كه مهم و قابل توجه می باشند. یك میزكار دقیق در دقت كار تاثیر دارد. فاكتور اصلی در دقت و تلرانس، نرم افزار دستگاه است نه سخت افزار آن! تلرانس قابل دستیابی به مقدار زیادی به مهارت استفاده كننده بستگی دارد. اخیراً پیشرفت های مهمی در خصوص كنترل فرآیند جهت دستیابی به تلرانس های بالاتر صورت گرفته است. دستگاه 10 سال پیش دارای تلرانس كاری بین 060/0 تا 10/0 اینچ بوده است و لیكن امروزه دستگاه هایی تولید شده اند كه قادرند قطعاتی با تلرانس 002/0 اینچ تولید كنند.

جنس قطعه كار :

مواد سخت تر نوعاً پس از برشكاری كمتر taper شده اند و این مسئله در تعیین میزان تلرانس قابل دستیابی، قابل توجه است.

ضخامت قطعه كار :

هنگامی كه ضخامت قطعه كار افزایش می یابد، كنترل رفتار خروجی جت ساینده در محلی كه از قطعه كار خارج می شود، مشكل می گردد و هر چه ضخامت قطعه كار افزایش یابد، میزان شیب دار شدن و احتمال لب پریدگی افزایش می یابد.

دقت میزكار :

واضح است است دقت بالاتر وقتی حاصل می شود كه حركت میز دقیق تر و قابل كنترل تر باشد.

استحكام و پایداری میزكار:

ارتعاشات بین سیستم حركتی و قطعه كار و ضعف در كنترل سرعت و تغییر ناگهانی در وضعیت دستگاه می تواند باعث بروز عیب در قطعه كار گردیده كه اغلب witness marks نامیده می شود .
شکل زیر قطعات تولید شده توسط این روش را نشان میدهد.

كنترل جت مواد ساینده :

چون اساساً ابزار برشی یك جریانی از آب پر فشار همراه با مواد ساینده است . هنگام خروج از قطعه كار حالت اریبی شكل بوجود می آید، لذا جهت حصول تلرانس و دقت لازم بایستی این عقب افتادگی با كنترل مناسب جبران گردد.

این مسلئه عقب افتادگی (lag) می تواند در موارد ذیل بروز اشكال نماید :

الف- در اطراف منحنی ها
هنگامی كه جت می خواهد از یك مسیر منحنی شكل عبور نماید، lag باعث شیب دار شدن می گردد، بنابراین برای جلوگیری از این امر بایستی سرعت حركت خطی مسیر برش را پایین آورد و اجازه داد كه قسمت انتهایی جت و قسمت ابتدایی آن كه این دو مابین محل ورود جت و محل خروج آن از قطعه كار قرار دارد در یك راستا قرار گرفته و از شیب دار شدن آن جلوگیری گردد.
ب- گوشه های داخلی
هنگامی كه جت وارد یك گوشه داخلی از مسیر برش می گردد بایستی سرعت پیشروی را پایین آورد تا عقب افتادگی قسمت انتهایی جت جبران شده و مسیر برش صاف و بدون شیب دار شدن تولید شود در غیر این صورت احتمال افزایش شعاع گوشه وجود خواهد داشت. همچنین پس از اتمام ماشینكاری گوشه ها و رسیدن به خط مستقیم نبایستی سرعت پیشروی یكمرتبه افزایش یابد زیرا این عمل باعث پس زدن ناگهانی جت و آسیب دیدگی قطعه كار می گردد.
ج- میزان پیشروی
هنگامی كه سرعت پیشروی كاهش داده می شود، عرض مسیر برش قه مقدار اندكی افزایش می یابد.
د- شتاب
هر گونه حركت ناگهانی از قبیل تغییر در میزان پیشروی به طور ناگهانی باعث آسیب دیدگی قطعه كار می گردد. لذا بایستی برای كارهای فوق العاده دقیق، شتاب به خوبی كنترل گردد.
هـ- فاصله نازل تا قطعه كار
برخی از نازل ها نسبت به برخی دیگر باعث شیب دار شدن بیشتری در مسیر برش می گدرد. نازل های بلندتر معمولاً شیب كمتری ایجاد می نمایند، كاهش فاصله نازل تا سطح قطعه كار باعث كمتر شدن شیب می گردد.
و- عرض برش
عرض برش كه همان قطر یا عرض پرتو جت می باشد، مشخص می كند كه تا چه حد شما می توانید گوشه هایی تیز و با حداقل شعاع گوشه تولید نمایید. تقریباً كوچكترین قطر پرتو جت تولید عرض برشی به پهنای 030/0 اینچ می نماید. دستگاه هایی با قدرت عملیاتی بالاتر نیازمند نازل های بزرگتری می باشد زیرا حجم آب و مواد ساینده نیز بیشتر خواهد بود.
ز- ثبات فشار پمپ
تغییرات در فشار پمپ واترجت می تواند باعث ایجاد اثراتی بر روی قطعه نهایی گردد. بنابراین لازم است كه در حین انجام عملیات طوری برنامه ریزی گردد كه تغییرات فشار پمپ به حداقل رسیده تا از ایجاد اثرات نامطلوب بر قطعه كار جلوگیری شود و این موضوع بخصوص در مواردی كه تلرانس مورد نظر در حدود 005/0 اینچ باشد، رعایت این مسئله الزامی است پمپ های قدیمی تر اغلب بیشتر باعث بروز چنین مشكلاتی می شدند ولیكن پمپ هایی كه با استفاده از سیستم میل لنگ كار می كنند باعث توزیع فشار یكنواخت تر و منظم تر می گردند.
ح- تجربه اپراتور
با توجه به فاكتورهای ذكر شده سیستم جت مواد ساینده قادر است قطعات را با تلرانسی از 020/0 اینچ تا 001/0 اینچ تولید نماید. امتیاز و برتری یك دستگاه جت مواد ساینده نسب به نوع مشابه خود، در سهولت دستیابی به تلرانس های مذكور می باشد در صورتی كه نازل بتواند در هر موقعیت لازم نسبت به محورهای x و y با تلرانس 01/0 اینچ قرار گیرد، بنابراین شما می توانید قطعه ای با ضخامت 5/0 اینچ را با تلرانس 002/0 اینچ تولید نمایید. علاوه بر مطالب فوق، تجربه اپراتور نیز حائز اهمیت می باشد.

ماشین كاری با روش تخلیه الكتریكی(EDM) یكی از روش های تولید مخصوص است كه كاربرد وسیعی یافته است. در این روش برای براده برداری هیچگونه تماس مستقیمی بین قطعه كار و الكترود بر قرار نمی‌شود و در نتیجه نیروی فیزیكی نخواهیم داشت. آهنگ جداشدن فلز یا براده برداری به رسانایی الكتریكی قطعه كار بستگی دارد نه سختی آن

 اساس این روش:

این روش برای ماشین كاری كلیه مواد هادی جریان به كار می رود با هر مقدار سختی كه داشته باشند و از چهار بخش تشكیل می شود:

1- الكترود

 2- قطعه كار

 3- سیال دی الكتریك

 4- منبع تامین جریان

هدف از استفاده از دی الكتریك (آب یا نفت سفید) كاهش دما در منطقه ماشینكاری و انتقال ذرات ماشین كاری شده از منطقه ماشین كاری می‌باشد تا جرقه ها مناسب زده شوند و اصطلاحا پدیده آرك (Arc) اتفاق نیافتد.

چنانچه بین دو الكترود (قطعه كار و الكترود) اختلاف پتانسیلی اعمال شود در اثر برخورد شدید الكترون ها به دی الكتریك بین دو الكترود مولكولهای دی الكتریك یونیزه می شوند و كانالی از یون بین دو الكترود به وجود می آید كه به آن كانال پلاسما گویند.(پلاسما حالت چهارم ماده است). و در اثر بر خورد شدید یونها به قطعه كار باربرداری صورت می گیرد.

با زدن جرقه از یك سو و پیشروی ابزار به سمت قطعه كار از سوی دیگر (به صورت ارتعاش رفت و برگشتی با فركانس بالا) به مرور زمان شكل ابزار در قطعه كار براده برداری می شود. هر جرقه درجه حراتی بین 8000 تا 12000 درجه سانتیگراد تولید می كند . اندازه چاله ای كه هر جرقه از قطعه بار برمی دارد به میزان انرژی جرقه بستگی دارد كه مهمترین عامل موثر منبع تامین جریان است عمق چاله به وجود آمده از چندین میكرون تا 1 میلیمتر متفاوت است.

فرآیند EDM شش مرحله دارد:

 1-الکترود به قطعه کار نزدیک شده. هر دو بار دار میشوند (معمولا قطعه کار مثبت و الکترود منفی)

 2-چون سطح الکترود و قطعه کار هر دو در اشل میکرونی دارای پستی و بلندی می باشند بنابراین بین دو نقطه که نزدیکترین فاصله را نسبت به جاهای دیگر با هم دارند جرقه الکترونی شکل می گیرد.

 3- کانال پلاسما شکل می گیرد.

 4- در اثر تمرکز بالای کانال پلاسما چاله ای از قطعه کار ذوب می شود.

 5- فشار کانال پلاسما بسیار بالا است .با قطع شدن جرقه و در پی آن قطع شدن کانال پلاسما چون مذاب در آن دما و فشار نمی تواند دوام داشته باشد به یکباره با حالت انفجاری به اطراف پراکنده می شود.

 6-دی الکتریک با شستشوی خود ذرات پراکنده شده را جمع آوری می‌کند.

صافی سطح و سرعت ماشیکاری:

صافی سطح به ابعاد جرقه تولیدی بستگی دارد. هر چه جرقه قوی تر باشد سطح خشن تر ولی سرعت ماشین کاری خیلی بیشتر خواهد بود. با این روش به صافی Ra 0.10 می توان رسید، سطحی که مثل آینه عمل می کند. صافی سطح های استاندارد معادل  Ra 0.8/1 (N5 - N6) می باشد. بسته به انرژی جرقه سرعت بار برداری از 1 تا چند صد میلیمتر مکعب بر دقیقه می‌باشد.

اضافه می شود که جرقه حداقل باید 5 سانتیمتر زیر دی الکتریک زده شود تا خطر اشتعال را در پی نداشته باشد چون انرژی جرقه بسیار بالا است.

از دستگاه های متداول می توان به اسپارک و وایرکات اشاره کرد .

كارایی این سیستم با آهنگ براده‌برداری بر حسب میلیمتر مكعب یا اینچ مكعب بر دقیقه سنجیده می‌شود و توسط سیستمهای كنترل عددی كنترل می‌شود.

الكترود این فرایند معمولا از جنس مس(در اسپارك) و مسس یا تنگستن (در وایر كات) می‌باشد.

.

یك نمونه از ماشین اسپارك

گر صورت بی​صورت معشوق ببینید، هم خواجه و هم خانه و هم کعبه شمایید

ده بار از آن راه بدان خانه برفتید، یک بار از این خانه بر این بام برآیید

آن خانه لطیفست نشان​هاش بگفتید، از خواجه آن خانه نشانی بنمایید

یک دسته گل کو اگر آن باغ بدیدیت، یک گوهر جان کو اگر از بحر خدایید

با این همه آن رنج شما گنج شما باد، افسوس که بر گنج شما پرده شمایید

((اى فرزندان آدم جامه خود را در هر نمازى برگیرید و بخورید و بیاشامید ولى زیاده‏ روى مکنید که او اسرافکاران را دوست نمی دارد (اعراف آیه 31)))

 ۰

۰

۰

واینک در ان سوی دنیا...!

وای از ما انسانها...

دیفرانسیل

اگر اتومبیل همیشه بر روی خط راست حرکت می کرد و احتیاجی به پیچیدن نبود لزومی نداشت از دیفرانسیل استفاده کنیم و انتقال نیرو می توانست به شکل های مختلف انجام گیرد .

در سر پیچ ها و جاده های ناهموار (یا وقتی که چرخ ها در گِل یا برف گیر می کند ) چرخ های سمت چپ و سمت راست اتومبیل مسافت های متفاوتی را طی می کند . اگر این چنین نبود یعنی چرخ ها دوران مساوی داشتند یکی از چرخ ها ( چرخی که مسافت کمتری را طی می کند ) در روی جاده سر می خورد تا هماهنگی لازم در چرخ ها ایجاد شود که در این حالت خطرات و خسارت های زیاد به اتومبیل وارد می شد مانند سائیدگی لاستیک ها افزایش می یابد و در سرعت های زیاد خطر انحراف اتومبیل زیاد است . برای رهایی از دست چنین مشکلاتی نیاز به مکانیزم است که بتواند دوران چرخ ها متناسب با مسیری را که طی می کند تنظیم کند این مکانیزم دیفرانسیل خواهد بود .

قسمت های یک دیفرانسیل ساده :دنده پنیون ،دنده کرانویل ، هوزینگ ، دنده های هرز گرد ، دنده های پولوس

وظایف دیفرانسیل :

1- تقلیل سرعت 2- تغییر جهت نیرو ( جزء در خودرو های که موتور شان به صورت عرضی قرار دارد ) 3- تقسیم نیرو بر چرخ ها  4- تنظیم دور در سر پیچ ها ( دور زدن در سر پیچ ها )

1- تقلیل سرعت : برای ازدیاد کشش اتومبیل ، دیفرانسیل بایستی گشتاور زیادی را به چرخ ها انتقال نماید مثلاً دور موتور های بنزینی در حدود 6000  RPM و دور موتور های مسابقه در حدود 750RPM چنین دور قبل از انتقال به چرخ ها باید به اندازه ای لازم تقلیل یابد . تقلیل موجود در دیفرانسیل به وسیله پینیون و کرانویل صورت می گیرد ، چنانچه اگر تعداد دنده های پنیون و کرانویل را مساوی انتخاب کنیم هیچ تغییر کوپلی در این قسمت نخواهیم داشت . ولی شرایط ایجاد می کند توان منتقله به چرخ ها دارای سرعت کم و نیروی زیاد باشد به نسبتی که بخواهیم سرعت در دیفرانسیل کم شود بایستی تعداد دندانه های کرانویل نسبت به پنیون را بزرگتر انتخاب نماییم برا ی مثال : دیفرانسیل فولکس واگن 1200 را در نظر می گیریم که تعداد دندانه های چرخ دنده های پنیون و کرانویل به ترتیب 8 و 35 می باشد .

2- تغییر جهت نیرو :

تغییر اساسی که دیفرانسیل در خط نیرو انجام می دهد تغییر و تبدیل نیرو است که به وسیله پنیون و کرانویل ( مکانیزم انتقال و تبدیل نیرو صورت می گیرد ) چون خط محرک و محور خروجی گیربکس در امتداد طول اتومبیل قرار گرفته اند و محور های محرک چرخ های عقب ( میل پولوس ها ) در امتداد عرضی اتومبیل واقع شده اند لازم است از مکانیزم استفاده شود که نیرو را تحت زاویه 90 درجه بر چرخ های محرک اتومبیل منتقل نماید که این بوسیله درگیری پنیون و کرانویل صورت می گیرد .

3- تقسیم نیرو بر چرخ ها :

زمانیکه اتومبیل در خط مستقیم و در جاده مسطح حرکت می کند هر دو چرخ محرک دوران مساوی داشته و در این شرایط نیروی از پنیون به کرانویل منتقل می شود از طریق بدنه دیفرانسیل به دنده های هرز گرد و از آنجا به دنده های سر پولوس و در نتیجه به چرخ ها میرسد ( در این حالت برای سادگی مطلب می توان فرض کرد که دنده های هرز گرد به دنده های سر پولوس جوش خورده اند بنابراین دور چرخ ها مساوی بوده و هر کدام دورانی به اندازه کرانویل خواهند داشت

حرکت اتومبیل در سر پیچ ها باعث دوران دنده های هرز گرد نسبت به محور شان می شود و در نتیجه سرعت دورانی پولوس ها مساوی نخواهند بود . مثلاً هنگام گردش چرخ داخلی پیچ تحت قوه ثقل و سنگینی اتومبیل و فشاری که در اثر این عوامل به آن وارد می شود می خواهد کمتر حرکت کند ولی چرخ خارجی که آزادی بیشتری دارد شروع به حرکتی بیش از چرخ داخلی می کند موقعی که فشار به چرخ داخل وارد شد چون ارتباط هوزینگ به وسیله هرز گرد با دنده های پولوس مربوط شده اند دنده هرز گرد که سعی می کند با نیروی وارده چرخ سمت داخل را بچرخاند موفق نشده و در نتیجه شروع به چرخش به دور خود می کند بدون این که نیرو را به چرخ داخل پیچ منتقل نماید و به همین نسبت سرعت چرخ داخل پیچ کمتر از چرخ خارج پیچ می شود این عمل تا زمانی ادامه دارد که عکس العمل قوه ثقل روی چرخ داخل پیچ فشار می آورد و به مجرد این که اتومبیل در مسیر مستقیم قرار گرفت نیروی ثقل از چرخ داخل برداشته شد ، هرز گرد متوقف می شود و دوباره پولوس تابع چرخش کرانویل خواهد شد.

انواع دیفرانسیل در خودرو ها:

1- دیفرانسیل ساده 2- دیفرانسیل چهار چرخ محرک 3- دیفرانسیل کمک دار 4- دیفرانسیل بدون لغزش

1- دیفرانسیل ساده :

اغلب خودرو ها مجهز به دیفرانسیل از نوع ساده هستند . در بعضی از خودرو ها دیفرانسیل در روی محور محرک جلو و در بیشتر موارد روی محور محرک عقب قرار دارد .

2- سیستم چهار چرخ محرک :

اغلب خودرو های سبک دارای دو چرخ محرک هستند ، ممکن است دو چرخ عقب محرک باشد و یا دو چرخ جلو محرک باشد . وقتی جاده پوشیده از برف ، یخ و گل است ، سطح جاده لغزنده می شود در این وضعیت چرخ های متحرک اصطکاک لازم ( چسبندگی ) با سطح جاده را ایجاد نکرده و یکی از دو چرخ متحرک و یا هر دو آنها لغزش می کنند لغزش چرخ های متحرک روی چرخ های محرک و دیفرانسیل نیز تاثیر گذارده و در محفظه هرزگرد ها نیز تغییر دور به وجود می آید .

هر گاه همه چرخهای خودرو محرک باشند ، چرخ ها چسبندگی بهتری با سطح جاده به وجود آورده و عمل کنترل خودرو و شرایط رانندگی در جاده ساده تر خواهد بود . دلیل اینکار توزیع بار خودرو روی چهار چرخ و استفاده از آن در نیروی کشش همه چرخ هاست.

خودرو های چهار چرخ محرک هم روی سواریها( لندروور، رنجرور ،لندکروز و غیره) وهم در روی خودرو های نظامی ( جیب و....) و در بعضی ماشین های باری( بنز 911 ، ایفا ،..) کاربرد دارد.

معمولاً از محرکه چهار چرخ در شرایط اضطراری و لغزنده بودن جاده استفاده می شود و برای رانندگی طولانی نباید از این حالت استفاده نمود . در حال استفاده از محرک چهار چرخ باید جعبه دنده در دنده سنگین باشد برای درگیر نمودن چرخ های آزاد جلو یا سیستم انتقال قدرت ،اهرم تعویض دنده دیگری وجود دارد که در صورت لزوم میل گاردان جلو را با جعبه دنده کم کم در گیر می نماید .

3- دیفرانسیل کمک دار

دیفرانسیل کمک دار در سیستم انتقال قدرت خودرو های سنگین حمل و نقل و راهسازی و غیره کاربرد دارند . دیفرانسیل های کمک دار به صورت دوبل ،تریبل و خورشیدی وجود دارد .

در دیفرانسیل دوبل دو پنیون و دو کرانویل وجود داشته و تقلیل دور در دو مرحله انجام می شود . این دو به طور ثابت و بدون تغییر است . در دیفرانسیل دوبل تقلیل دور یکبار به صورت کم و بار دیگر به صورت زیاد تر انتقال می یابد . در نوع تریبل ( سه گانه ) دیفرانسیل مجهز به سیستم تعویض دنده است و در موقعی که نیروی کششی کافی نباشد ، راننده با فشردن دکمه ای ، بطور الکتریکی یا بوستری ، ماهکی را حرکت داده و حالت دوم و سوم در آن ایجاد می شود .

دیفرانسیل های خورشیدی هم مانند دوبل عمل می کنند ، با این تفاوت که مرحله دوم آن به طور اختیاری، وسیله راننده به وجود می آید .

در این نوع دیفرانسیل یک مجموعه خورشیدی وجود دارد که دنده کرانویل به دنده رینگی پیچ شده و قفسه ؛محفظه دنده هرزگرد ها متصل می شود . در صورت به کار انداختن سیستم خورشیدی ، دنده خورشیدی ثابت شده و در کرانویل از دنده رینگی به قفسه و از آن به پولوس ها منتقل می شود .

وقتی دیفرانسیل در حال تقلیل دور یا افزایش گشتاور است ، دنده خورشیدی ثابت ،دنده رینگی محرک و قفسه متحرک بوده و با نسبت ID=ZC/ZR=ZR+ZS/ZR گشتاور خروجی افزایش و دور خروجی کاهش می یابد .

جهت نیرو در دیفرانسیل خورشیدی

با ثابت شدن دنده خورشیدی جهت نیرو به شرح زیر است :

پینیون ← کرانویل ← رینگی ← قفسه ← محفظه هرزگرد ها ← محور هرزگرد ← دنده هرزگرد ها ← دنده سر پولوس ← پولوس

ID=ZK/ZP×ZC/ZP=ZK/ZP×ZS+ZR/ZR                       

دنده خورشیدی با نیروی پوستر حرکت به راست نموده و با نگهدارنده ثابت در گیر شده و می شود .

4- دیفرانسیل های بدون لغزش

یکی از معایب دیفرانسیل های معمولی آن است که وقتی یکی از چرخ ها در جاده ای لغزنده و کم اصطکاک قرار بگیرد ،این چرخ با سرعت زیاد چرخش نموده و همه نیروی میل گاردان از طریق همین چرخ مصرف شده و چرخ دیگر هیچگونه نیروئی را انتقال نمی دهد .

خاصیت دیفرانسیل آن است که گشتاور یکسانی را به هر دو محور محرک انتقال دهد . حال اگر یکی از چرخ ها در سطح لغزنده ای سریعاً بچرخد ، چرخ دیگر هیچ گونه نیروی را انتقال نخواهد داد .

در این گونه موارد معمولاً خودرو ، بی حرکت مانده و برای انتقال قدرت ، باید حرکت چرخی که سریع می گرد به نحوی کندتر شود تا نیرو به چرخ دیگر نیز منتقل شود .

ایجاد اصطکاک زیاد تر بین چرخ لغزان و زمین لغزنده عمل نسبتاً دشواری است ، و لذا در خودرو ها پر قدرت و پیشرفته از دیفرانسیل های بدون لغزش استفاده می کنند .

دیفرانسیل های بدون لغزش به دو صورت قفل شونده خودکار و یا نوع اصطکاکی ساخته می شود در نوع کلاج مخروطی بین چرخ دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل قار می گیرد ، بین کلاج مخروطی و دنده ها ، فنر های قرار دارد که سطوح مخروطی را به هم می فشارد . به این ترتیب نیروی اصطکاکی بین دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل بوجود می آید ، این نیرو با هر گونه اختلاف دورانی که بین پولوس ها به وجود آید مقابله می کند . البته این نیرو آنقدر زیاد می باشد که در سر پیچ ها مانع تقلیل دو چرخ داخل پیچ و یا افزایش دور چرخ خارج قوس گردد . در روی سطوح اصطکاکی و مارپیچ دنده درشتی برای عبور روغن می باشد در نوع دیگر از صفحه کلاج استفاده شده است . در این طرح صفحات دیسک در روی شیار های بدنه دیفرانسیل و صفحه کلاج ها در روی شیار های قطعه ای که متصل به پولوس هست قرار دارند .

آخرین صفحه دیسکی که بین دنده و صفحات قرار دارد ، صفحه فنری است ( فنر موج دار ) که در موقع سوار کردن مجموع صفحات ، با پیش فشار معینی جمع شده و نیروی محوری به صفحات وارد می کند . با این طرح صفحه کلاج ها بین رینگ های جانبی ( که به طور هزار خاری با پولوس درگیر هستند ) و بدنه دیفرانسیل به حالت فشرده قرارگرفته و پولوس ها با بدنه دیفرانسیل عملاً یک پارچه می شود در این طرح هم ، نیروی فنر طوری محاسبه شده که در پیچ ها مزاحمتی برای کاستن از دور داخل پیچ ، و یا افزایش دور چرخ خارج پیچ فراهم نمی شود . ممکن است از فنر لوله ای هم در نوع کلاج دار استفاده شود