Hydro-jetting method of bas-relief shaping

• Autorzy: Borkowski P.

Warianty tytułu

PL

Metoda hydrostrumieniowego kształtowania płaskorzeźb

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a novel method for the 3D shaping of different materials using a high-pressure abrasive water jet and a flat target image. For steering movement process of the jet a principle similar to raster image way of record and readout was used. However, respective colours of pixel of such a bitmap are connected with adequate jet feed rate that causes erosion of material with adequate depth. Thanks to that innovation, one can observe spatial imaging of the object. Theoretical basis of material shaping and experimental stand including steering program are presented in. There are also presented methodical and some experimental erosion results as well as practical examples of object's bas-relief made of metal.

PL

Artykuł prezentuje nową metodę przestrzennego kształtowania powierzchni różnych materiałów przy użyciu wysokociśnieniowej strugi wodno-ściernej na podstawie obrazu rzeźbionego obiektu. Ogólna koncepcja tej metody polega na wierszującym skanowaniu materiału przez głowicę roboczą wytwarzającą strugę wodno-ścierną. Sterowanie czasem oddziaływania strugi na materiał obrabiany, decydujące o głębokości erozji, polega na selektywnym wyborze pozycjonowania głowicy roboczej, w którym wykorzystuje się zróżnicowane natężenie oświetlenia obiektu, zarejestrowane na jego fotograficznym obrazie. Dzięki takiej procedurze z poszczególnych wierszy umieszczonych obok siebie w obrabianym materiale powstaje płaskorzeźba wyjściowego obrazu. Oprócz wyjaśnienia istoty takiej metody wykonywania płaskorzeźb w artykule tym omówiono zastosowane stanowisko badawcze oraz metodykę i warunki przestrzennego kształtowania materiałów. Zaprezentowano także rezultaty przeprowadzonych badań wraz z analizą jakości wytwarzanych powierzchni oraz przykłady obiektów wyrzeźbionych tą metodą w próbkach materiałów metalowych.

Słowa kluczowe

EN

abrasive water jet; bas-relief shaping

PL

struga wodno-ścierna; metoda hydrostrumieniowa; kształtowanie przestrzenne

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, no 2
• Strony: 267--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Borkowski P.

• Koszalin University of Technology, Unconventional HydroJetting Technology Center, Raclawicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland

Bibliografia

• [1] Borkowski P., Szpakowicz A.: Abrasive-water jet shaping of bas-relief, WJTA American Waterjet Conference, August 18-20, 2009, Houston, Texas, Paper No. 3-A.
• [2] Borkowski P., Szpakowicz A.: Hydro-jetting shaping of bas-relief, Journal of Machine Engineering, Vol. 13, No. 1-2, 2008, pp. 81-89.
• [3] Borkowski P., Żukociński T.: Basis of three dimensional material forming using highpressure abrasive-water jet controlled by virtual image luminance, Advances in Manufacturing Science and Technology, Vol. 30, No. 1, 2006, pp. 53-62.
• [4] Borkowski P., Żukociński T.: Three dimensional method of material forming using highpressure abrasive-water jet controlled by flat image luminance, 18th Int. Conf. Jetting Technology, Gdańsk, 2006, pp. 265-274.
• [5] Borkowski P.: Creation of bas-relief basing on photography using high-pressure abrasivewater jet, Journal of Machine Engineering, Vol. 8, No. 2, 2008, pp. 43-51.
• [6] Borkowski P.: Theoretical and experimental basis of hydro-jet surface treatment (in Polish), ISSN 0239-7129, Koszalin, 2004.
• [7] Chung Y., Geskin E.S., Singh P.J.: Prediction of the geometry of the kerf created in the course of abrasive waterjet machining of ductile materials, 11th Int. Conf. on Jet Cutting Technology, St. Andrews, Scotland, 1992, pp. 525-541.
• [8] Groppetti R., Gutema T., Di Lucchio A.: A Contribution to the analysis of some kerf quality attributes for precision abrasive water jet cutting, 14th Int. Conf. on Jetting Technology, Brugge, 1998, pp. 253-269.
• [9] Hashish M.: An investigation of milling with abrasive-waterjets, Trans. ASME, Journal of Engineering for Industry, Vol. 111, No. 2, 1989, pp. 158-166.
• [10] Hashish M.: On the modelling of abrasive-waterjet cutting, 7th Int. Symposium on Jet Cutting Technology, Ottawa, Canada, 1984, pp. 249-265.
• [11] Henning A., Westkamper E.: Modelling of contour generation in abrasive waterjet cutting, 15th Int. Conf. on Jetting Technology, Ronneby, 2000, pp. 309-320.
• [12] Lauand V.H., Hennies W.T., Stellin A. Jr.: Glass and marble (Cachoeiro de Itapemirim) milling with abrasive water jetting, 19th Int. Conference Water Jetting, BHR Group, Nottingham, 2008, pp. 121-139.
• [13] Laurinat A., Louis H., Meier-Wiechert G.: A model for milling with abrasive water jets, 7th American Water Jet Conf. Seattle, Washington, 1993, pp. 119-139.
• [14] Momber A.W.: A generalized abrasive water jet model, 8th American Water Jet Conf. Houston, Texas, 1995, pp. 359-376.
• [15] Tan D.K.M.: A model for the surface finish in abrasive-waterjet cutting, 8th Int. Sympodium on Jet Cutting Technology, Durham, England, 1986, Vol. 31, pp. 309-313.
• [16] Yong Z., Kovacevic R.: 3D simulation of macro and micro characteristics for AWJ machining, 9th American Water Jet Conf. Dearborn, Michigan, 1997, pp. 133-144.
• [17] Yong Z., Kovacevic R.: Modelling of jetflow drilling with consideration of the chaotic erosion histories of particles, Wear, No. 209, 1997, pp. 284-291.
• [18] Zeng J., Kim T.J.: Development of an abrasive waterjet kerf cutting model for brittle materials, 11th Int. Conf. on Jet Cutting Technology, St. Andrews, Scotland, 1992, pp. 483-501.
• [19] Zeng J., Kim T.J.: Parameter prediction and cost analysis in abrasive waterjet cutting operations, 7th American Water Jet Conf. Seattle, Washington, 1993, pp. 175-189.
• [20] Zhang S., Galecki G., Summers D.A., Swallow C.: Use of pre-profiling a milled pocket as a means of improving machining and lowering energy costs, WJTA Conference and Expo, Houston, Texas, 2007, Paper 3-H.
• [21] Zhang S., Shepherd J.D., Summers D.A.: Experimental investigation of rectangular poczet milling with abrasive water jet using specially designed tool, 17th International Conference on Water Jetting, BHR Group, Mainz, Germany, 2004, pp. 435-447.