ウォータージェット切断の仕組みと特徴

ウォータージェットとは、加圧された水を極小のノズル穴から噴射して得られる細い高圧水流のことです。これを利用して各種材料の切断や表面加工を行う技術をウォータージェット加工またはウォータージェット切断と呼びます。また、流体の持つエネルギーで刃のように対象物を切り裂くことから、ウォーターカッターとも称されています。

技術の仕組み

一般的なウォータージェット切断では、0.1ミリメートルから1ミリメートル程度のノズルを用い、数百度メガパスカル（MPa）レベルに加圧された水を噴射します。水流の速度は通常毎秒500メートルから800メートル程度に達し、場合によっては超音速領域に達することもあります。この高圧水流が持つ運動エネルギーによって、対象部分の材料を微小に削り飛ばす形で切断や除去を行います。また、噴射圧力を調整することで、切削だけでなく金属やガラスの表面洗浄に用いられることもあります。

主な特徴

• 熱影響の不在：加工時に熱が発生しないため、熱変形や熱による材質変化を嫌う材料の加工に適しています。
• 多様な材質への適用：紙、ゴムシート、樹脂などの軟質材や非金属材料の加工に有効です。
• 粉塵の飛散防止：水中で加工を行う場合や水流によって粉塵を回収できるため、可燃性物質や有害な粉塵の出る材料を安全に処理できます。
• 多用途性：流速や圧力を変化させることで、工業的な切断から洗浄に至るまで幅広い用途に対応可能です。

アブレシブジェット加工

純水のみを使用するウォータージェット加工に対し、水流の中に硬質な研磨材（アブレシブ）を混入させて切断力を高めた技術をアブレシブジェット加工と呼びます。アブレシブジェットを用いることで、純水では切断が困難な鉄筋コンクリート、厚手の金属、ガラス、さらには各種複合材料などの硬質材や高硬度材料の加工が可能となります。