Model for cutting aluminum alloy with high-pressure abrasive water jet

W artykule przedstawiono wyniki badań zależności występujących między średnim kwadratowym odchyleniem chropowatości powierzchni Sq, a zasadniczymi parametrami procesu cięcia materiałów wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną (AWJ - Abrasive Water Jet). Znajomość oddziaływania warunków obróbki na strukturę geometryczną przeciętych powierzchni umożliwiła opracowanie statystycznego modelu procesu cięcia stopu aluminium gat. PA4. Aby sprawdzić czy wyznaczona zależność zapewnia w pełni precyzyjne sterowanie dynamiką procesu krzywoliniowego przecinania stopu aluminium przeprowadzono badania weryfikujące. Badania kontrolne udowodniły, że wyznaczony statystycznie model może być z powodzeniem wykorzystywany do sterowania procesem cięcia stopu aluminium, realizowanym na obrabiarkach przeznaczonych do przecinania materiałów strugą wodno-ścierną. Prace eksperymentalne wykonywano na centrum obróbkowym AWJ typ RCT 32 firmy Resato oraz prototypowym stanowisku badawczym zbudowanym na bazie przecinarki plazmowej typu TOPAZ-S firmy Eckert. Strukturę geometryczną przeciętych powierzchni mierzono za pomocą wielogłowicowego systemu pomiarowego Talyscan CLI 2000 firmy Taylor-Hobson Ltd. Do opracowania modelu procesu cięcia stopu aluminium wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną zastosowano moduł Estymacja Nieliniowa programu STATISTICA.The article presents the results of studies of relationships between the mean square deviation of surface roughness Sq, and the essential parameters of AWJ cutting process. The knowledge of the impact of machining conditions on the geometrical structure of the cut surface, allowed to develop a statistical model of the process of cutting aluminum alloy PA4. To test if designated relationship provides fully effective control of the curvilinear dynamic cutting process of aluminum alloy, the experimental verifications were carried out. The control tests showed that the designated statistical model can be successfully used to effectively control of the process of aluminum alloy cutting, carried out on machines designed for abrasive water jet cutting. The experimental work was carried out on the AWJ machining center, type RCT 32 (Resato International B.V, Netherlands) and prototype unit, built on the basis of plasma cutting center, type TOPAZ-S (Eckert AS Sp. z o.o., Poland). Geometrical structure of the cut surfaces was measured with the use of a high-resolution 3D Surface Profiling system – Talysurf CLI 2000 (Taylor Hobson, UK). To develop a model of the high-pressure abrasive water jet cutting process of aluminum alloy, the Nonlinear Estimation module from STATISTICA software (StatSoft, Inc., USA) was used