HOME > Waterjet 기술 > Waterjet 개요
 
   
 
특정압력하에서 워터젯의 사용은 더욱더 일반화되어 왔습니다. 최근에 증가추세인 다양한 작업에 워터젯이 사용됩니다. 장점이 부각됨에 따라 워터젯 장치가 개발되어 왔고, 사용되어 왔으며 여러 산업에서 문제해결을 위한 방법으로 채택되어 왔습니다.
워터젯은 가장 간단한 형태로 힘의 발생, 전달, 그리고 응용에 관련되어 집니다. 이 힘은 펌프에 의해 물을 매개로 보통 생성되는데, 정해진 양의 물을 고압라인에 밀어넣고 특정양의 에너지를 공급함으로써 생성됩니다. 이 물은 라인을 통해 흘러가고 보통 노즐이라는 금속 튜브를 통해 흐릅니다. 노즐은 하나 또는 그 이상의 출구 구멍 혹은 오리피스를 갖는데 공급라인보다 훨씬더 작은 크기를 갖습니다. 일정양의 물이 노즐에 이르면 오리피스를 통해 나가기 위해 고속으로 가속되어집니다. 오리피스는 물을 견고한 물줄기 또는 제트가 되게 물을 집중시킵니다. 또한 물줄기가 목표물의 표면이나 작업대상의 지점을 향하도록 방향을 잡습니다.
각각의 오리피스를 통해 나오는 워터젯은 일반적으로 목표물까지 일정거리를 이동하게 됩니다.(보통 이것을 stand-off distance라고 합니다) 공기중이나 다른 액체를 통해 이동시 에너지를 잃게 됩니다. 워터젯이 목표물의 표면에 도착하면 제트에 남아있는 힘이 여러가지 목적중의 하나에 적용되게 됩니다. (보통 소재제거에 관련)
이는 대상물의 표면으로부터 원치않는 물질층을 제거하는 클리닝처럼 간단한 작업일 수도 있습니다. 슬롯을 만들기 위해 대상물을 커팅하는 작업일 수도 있으며 또는, 표면으로부터 많은 양의 소재를 깨는데 사용될 수도 있습니다.
 
물은 자체적으로 여러 방면에서 유용한 확학적이고 기계적인 속성을 갖습니다. 이 속성들은 물이 움직이기 시작할 때 여러 방명으로 변화될 수 있습니다. 물줄기의 움직임에 따라 특정한 형태의 제트로 형성됩니다. 가장 일반적인 워터젯의 형상은 원형의 물줄기입니다. 아주빨리 이동하지 않을때조차도 아주 효과적일 수 있습니다. 노즐 오리피스를 떠난 제트는 더 이상 압력을 받지 않습니다. 펌프가 노즐끝의 홀을 통해 주어진 시간내에 일정양의 물을 밀어내면 물에 압력이 걸리게 합니다. 펌프에 의해 공급된 압력은 일반적으로 두 가지 방법으로 소모됩니다. 첫 번째는 펌프에서 노즐사이의 라인을 통해 물을 보내는데 소모되고 두 번째는 주어진 속도로 오리피스를 통해 물을 보내는데 사용됩니다. 주로 라인에서의 압력손실은 라인의 마찰로 인해 생기는데 이는 물이 튜브나 호스벽면에서 마찰이 생기기 때문입니다. 또한 물의 흐름이 다른 형태의 관로를 통해 움직이는 곳에서의 난류로 인해 압력손실이 생깁니다.
워터젯이 목표물에 이르게 되면 제트가 속도의 결과로 보유한 에너지는 충격압(impact pressure)으로 변환되어 일을하게 됩니다. 제트에 관련된 두 가지 중요한 요소가 있는데, 얼마나 많은 물이 목표물을 때리는가와 물이 얼마나 빨리 움직이는가입니다. 이 두가지가 목표물에 도달하는 힘(power)를 결정짓습니다. 이것들은 전달체계에서 두 가지 변수에 의해 통제됩니다. 펌프에 의해 전달되는 물의 양과 오리피스 직경이 워터젯 스트림의 속도와 작용하는 면적을 제어합니다.
 

1900년대 미국에서 금광석에 함유한 금을 채취하고 분리해 내는데 사용

1960년대 초 일본 동경대 O. Imanaka가 비행기 동체 해체 작업에 순수압에 의한 물입자의 충격력을 이용

1960년대 말 미시간대학의 R. Franz가 고압의 증기가 새는 곳을 발견하기 위해 빗자루로 쓸어내는 과정에서 빗자루가 잘리는 것에 착안하여 목재 절단용 고속수압 제트를 고안함

1972년 상업용 워터젯 가공기 활용 시작, 미국 McCartney Mfg. Co.

워터젯은 초기에 목재나 가죽 등 연질재료의 절단에 활용하기 시작하여 화강암, 블럭 등의 경질, 취성재료 및 티타늄 등의 고 인성재료에도 적용

1983년 워터젯에 연삭입자를 첨가한 상업용 Abrasive Waterjet System이 개발됨