برش با آب به زبان ساده توسعه،انتقال واستفاده از قدرت آب می باشد این قدرت توسط پمپ در سیال ایجاد می شود وسیال پرفشار از طریق یک لوله فلزی مقاوم به یک نازل جریان می یابد ودر نازل بدلیل تفاوت سطح مقطع ورودی وخروجی ،شتاب می گیرد وبدین ترتیب سیال با انرژی جنبشی بالا به طرف سطح هدایت می شود.
از فرآیندهای برش با آب می توان درمواردی که دیگر فرآیندهای ماشینکاری پیشرفته به سادگی نمی توان بکار برد،استفاده کرد مانند برش مواد غذایی،فلزات سخت،شیشه را می توان نام برد.
بطور کلی در یک دستگاه برش باجت آب عامل انجام دهنده کار،همواره آب نیست واز سیالهای دیگر نیز می توان استفاده کرد مثلاً از سیال روغن برای بریدن مواد غذایی استفاده می شود.
تاریخچه
استخراج معادن به روش هیدرولیکی اولین بار در ایالات متحده انجام شدوطی این روش زغال سنگ توسط آب به دامنه کوهها حمل می شد.با پیشرفت وتوسعه روز افزون این روش، مهندسان موفق شده اند با استفاده از جریان تحت فشار صخره های سخت را نیز از کوهها جدا کنند اولین تجربیات در این زمینه در شوروی صورت گرفت وقتیکه از جریانی با فشار 7000 بار برای استخراج صخره های سخت زغال سنگ استفاده گردید.
در دهه 1970 در ایالات متحده توانستند جریان با فشار 40000 بار ایجاد کنند و در اینجا بود که مزایای استفاده از دستگاههای برش باآب شدند.همزمان با توسعه تکنولوژی استخراج معادن،جت های آب در تمیزکاری سطوح نیز بکار گرفته شدند ولی هزینه نسبتاً بالا در تولید قدرت اولیّه برای عکس العمل اعمالی از طرف این دستگاه بر روی اپراتور ناچیز بود لذا با استفاده از این روش ،سرعت کار به میزان قابل توجهی بالارفت.با افزایش توانایی در طراحی پمپها،بااستفاده از پمپهای فشار بالا سیستمهای جت آب قادر به تمیزکاری یا بریدن مواد سخت شدند.
آقای دکتر نورمن فرنز به عنوان پدر علم فرآیندهای برش با آب شناخته شده اند و اولین شخصی است که بر روی فشارهای فوق العده بالا (UHP) به عنوان ابزاری برای برش مطالعه کرد.
انواع فرآیندهای برش با آب:
بطور کلی فرآیندهای برش با آب به دو روش صورت می گیرد:
الف- برش همرا با استفاده از ذرات ساینده((AWJM
ب- برش بدون استفاده از ذرات ساینده(WJM)
AWJM(Abrasive water jet machining)
کارشناسان طی تحقیقاتی دریافتند که افزودن مواد خاصی به جریان آب،قابلیت وکارایی سیستم را به نحوچشمگیری افزایش خواهد داد استفاده از ذرات ساینده در جریان آب سیستم برش با جت آب،نکات مثبت ومنفی به همراه داشته است.بریدن مواد خیلی سخت مثل فلزات و شیشه بوسیله آب،کاری مشکل وغیر مشکل می باشدزیرا آب نمی تواند به درون ساختار کریستالی این مواد نفوذ کند لذااز ذرات ساینده استفاده می کنند.
مهندسان برای دستیابی به یک سطح فلزی تمیزکاری شده،ماسه به آب افزودند دانه های ماسه به عمل تمیز کاری وبرداشت اضافات کمک قابل توجهی میکنند اگرچه ذرات ساینده ای که در سیستم بکار میروند تحت آن فسار بالا می توانند موجب خوردگی سریع نازلها گردنداما برش مواد فلزی وسرامیکی با استفاده از دستگاه برش آب به همراه ذرات ساینده بدون هیچگونه اثر تخریبی بر مواد امکان پذیر است.
اتحادیه تحقیقات هیدرودینامیک بریتانیا در سال 1968توانست دستگاهی بسازد که ذرات ساینده را بین پمپ و نازل به آب تزریق کنند اما ازآنجا که ذرات ساینده بعد از برخورد به هدف دوباره به سیکل بر نمی گشتند هزینه این سیستمها اندکی بالا بود همچنین بدلیل سرعت زیاد ذرات ساینده از عمر مفید نازلها نیز کم میگردید.