研磨ウォータージェット切断技術：知っておくべきこと

1.はじめに

ウォータージェット技術は過去20年間に開発された新技術であり、その応用範囲はますます広がっている。石炭、機械、石油、冶金、航空、建設、水利、軽工業などの分野で、主に材料の切断、粉砕、洗浄に応用されている。

特に近年は、ハイテク技術の急速な発展に伴い、レーザー光線、電子ビーム、プラズマ、ウォータージェットなどが新たな切削工具となっている。

その中で、レーザー光線、電子線、プラズマは熱切断加工に属し、ウォータージェットは唯一の冷間加工法である。多くの材料の切断、破砕、表面前処理において、ウォータージェットは独自の優位性を持っている。

ウォータージェットの開発は大きく4つの段階に分けられる：

探査と実験段階：1960年代初頭、低圧ウォータージェット採掘が主に研究された。

機器の開発段階：1960年代初頭から1970年代初頭にかけて、高圧ポンプ、ブースター、高圧継手が主に開発され、ウォータージェット技術が推進された。

産業応用段階：1970年代初頭から1980年代初頭にかけて、多くのウォータージェット採掘機、切断機、洗浄機が相次いで登場した。

急速な発展段階1980年代初頭から現在に至るまで、ウォータージェット技術の研究はさらに深化し、アブレイシブジェット、キャビテーションジェット、自励振動ジェットなどの新しいタイプのジェットが急速に発展した。多くの製品が商品化されている。

ウォータージェット切断の4つの発展段階。

• 第4ステージ：急速な発展段階。
• 第3段階：産業応用段階
• 第二段階：設備開発段階。
• 第一段階：実験的探索段階。

アブレイシブウォータージェットの概念：

アブレイシブウォータージェットは、水を媒体とし、高圧発生装置で大きなエネルギーを得て、供給・混合装置で高圧ウォータージェットに研磨材を加え、液体と固体の二相混合物を形成する特殊な加工方法である。

研磨材と高圧ウォータージェットの高速衝撃と侵食に依存して、材料除去を達成する。

アブレイシブウォータージェットの加工原理：

アブレイシブウォータージェットの加工は、高圧発生装置または高圧ポンプを使って水を超高圧に加圧する水圧の原理に基づいている。

電気モーターの機械的性能は圧力エネルギーに変換され、莫大な圧力エネルギーを持つ水は、小孔ノズルを介して運動エネルギーに変換される。これにより高速のウォータージェットが形成され、ミキシングチャンバー内はある程度の真空状態になる。

自重と圧力差の作用により、研磨材はミキシングチャンバーに吸い込まれ、ウォータージェットと激しく撹拌、拡散、混合され、高速研磨ウォータージェットが形成され、研磨ノズルから超高速で被加工物に衝突します。

アブレイシブウォータージェットが被加工物に衝突した後、高速で集中した局所応力場が材料に発生し、この応力場が急速に変化して、浸食、せん断、そして最終的に材料の破壊と除去に至る。

アブレイシブウォータージェット加工のプロセスでは、主な機能は砥粒によって実行され、ウォータージェットは砥粒を加速するキャリアとして機能する。

アブレイシブウォータージェットは、純粋なウォータージェットと比較して、研磨粒子の質量が大きく硬度が高いため、運動エネルギーが大きく、その結果、より強力な加工効果が得られます。

研磨ウォータージェット装置

研掃材ウォータージェット装置は、下図に示すように、水供給システム、加圧システム、高圧水路システム、研掃材供給システム、カッティングヘッド装置、受入装置、作動機構、および制御システムを含む。

給水システムの役割は、水質を軟化させ、水質に起因する高圧水路の腐食を抑え、高圧システムの往復シールの寿命を向上させることである。

加圧システムの中核をなすのは増圧器で、一般に油圧レシプロを使用する。

増圧装置の圧力比は通常10:1または20:1が選択され、増圧装置の出力水圧は入力油圧システムの油圧を変更することで調整でき、水圧を100～400MPa、さらには690MPa、700MPaまで高めることができます。高圧水路システムは、増圧システムとカッティングヘッド装置を接続しています。

高圧水を輸送し、カッティングヘッドの高速かつ柔軟な動きの要件を満たすために、高圧水パイプラインは通常、柔軟で超高圧耐性のステンレス鋼管を使用し、いくつかの回転パイプジョイントで構成されています。

研磨剤供給システムは、ホッパー、研磨剤フローバルブ、および搬送パイプを含む。純粋な ウォータージェット ヘッドは高圧水スイッチバルブとジュエルノズルを含む。アブレイシブウォータージェットカッティングヘッドは、ミキシングチャンバーと、ウォータージェットとアブレイシブを混合するミキシングノズルも含む。

ミキシングノズルは高い耐摩耗性が要求され、一般に以下の材質で作られている。 超硬合金.受流し装置は、ワークの下方に設置され、噴射された砥粒の残りを回収するもので、エネルギー吸収、騒音低減、飛散防止、安全などの機能を持つ。

作動機構と制御システムは、カッティングヘッドの運動軌跡の制御装置を制御し、制御方法には手動、電動、NC、CNCなどがある。

研磨剤：

一般的に、鉱物ベース、金属ベース、人工的なものの3つに分けられる。

選択の原則：

(1）良好な切断効果；

(2)低価格と十分な供給

一般的な研磨剤には次のようなものがある：

表1.2 よく使われる研磨剤

ノズル：

ウォータージェットノズル、ミキシングチャンバー、アブレイシブジェットノズルで構成される。

分類

(1)ウォータージェットの数による：シングルジェットノズル、マルチジェットノズル

(2)研磨剤の投入方法：研磨剤側供給ノズル、研磨剤中間供給ノズル、研磨剤接線方向供給ノズル。

1. シングルジェット研磨材サイドフィードノズル

1. ミキシング・チャンバー
2. アブレシブジェットノズル
3. ウォータージェットノズル

利点シンプルな構造で、噴流の集中力と安定性が高い。

欠点：研磨剤と水の混合効果が低い。

2.シングルジェット研磨剤タンジェンシャル供給ノズル

1. ウォータージェットノズル
2. アブレシブジェットノズル

研掃材とウォータージェットが完全に混合され、研掃材同士の相互衝突が減少するため、研掃材ジェットの切断能力が向上する。

3.マルチジェット研磨材中間供給ノズル

主に研磨ジェットによる洗浄や錆の除去に使用される。

4.矯正パイプ付き研磨ジェットノズル

1. ノズル本体
2. 研磨剤注入口
3. ウォータージェットノズル
4. ノズルベース
5. シール
6. ロックナット
7. パイプの矯正

シンプルな構造で操作が簡単。アブレイシブジェット切断業界で広く使用されています。

アブレイシブウォータージェット加工技術の分類：

研磨剤と水の混合方法によって、2つのタイプに分類することができる：

• フロントハイブリッドアブレイシブウォータージェット。
• リアハイブリッドアブレイシブウォータージェット。

フロントハイブリッドアブレイシブウォータージェット：

高圧パイプラインで研磨剤と水を均一に混合して研磨剤スラリー水とし、研磨剤ノズルで形成される噴流を前面混合研磨剤噴流と呼ぶ。この混合効果は良好で、低圧を必要とするが、装置が複雑で、ノズルの摩耗が激しい。

リアハイブリッドアブレイシブウォータージェット：

ウォータージェットが形成された後に研磨材を加えることをリアミックス・アブレイシブ・ウォータージェットと呼ぶ。混合効果はやや悪く、高い圧力が必要だが、ノズルの摩耗は少ない。背面混合式アブレイシブウォータージェットの理論研究と応用技術は比較的成熟しており、多くの産業分野で広く使用されている。

アブレイシブ・ウォータージェット加工技術の分類。

• 水中アブレイシブ・ウォータージェット。
• 非水没型アブレイシブ・ウォータージェット。

サブマージ・ウォータージェットとは、噴流が出口から被加工物まで水中にあることを指し、急速な噴流の拡散、速度の均一な分布、動圧の特徴を持っている。

ノンサブマージウォータージェットとは、噴出口からワークまで噴流が空気の自然状態であることを意味する。サブマージドジェットに比べ、噴射距離が長く、コア長も長いが、速度分布は均一ではない。

2.アブレイシブウォータージェットの切断機構と切断法則。

アブレイシブウォータージェットの切断メカニズム：

アブレイシブ・ウォーター・ジェットを用いて、ある噴射速度で被削材を切断する場合、ウォーター・ジェットの一部は一定速度で被削材に向かって噴射し、別の一部は被削材に深く浸透するにつれて切断力が弱まる。

その結果、下図aに示すように、切断面はジェットの進行方向とは逆方向に曲がって見える。曲げられた切断面の軸と元のジェット軸との間の角度は、ジェットがターゲット材料に入るところから徐々に大きくなり、ジェットはトラバースの反対方向に沿ってますますたわみます。

しかし、砥粒自体の慣性が大きいため、砥粒はウォータージェットキャリアと一緒にたわまず、ウォータージェットから砥粒が分離し、砥粒の局所的な集中浸食につながる。

砥粒の加速度が大きいほど、分離時の屈折角が大きくなり、集中侵食が激しくなる。砥粒の局所的な濃度侵食により、切断面に沿って研削量が著しく増加し、切断面に段差が形成される。

従って、段差を形成するエロージョンの間、段差上部の水流の偏向角は連続的に増加し、切削面からのウォータージェットの偏向は増加し、段差下部の研削量は、下図bに示すように、上部段差が元の噴射方向に対して垂直になるまで減少する。

ジェットの横行が続くと、下の図cに示すように、切断面は滑らかな切断と研削に戻る。この時点から、滑らかな切削と研削から変形侵食と研削に移行する切削サイクルが再び始まる。

この間、切断面全体が移動区間に変化し続け、アブレイシブウォータージェットのたわみが円弧に近似するため、ジェットの進行方向に沿って波状の区間を持つ切断断面が形成される。

• a- 滑らかな切断と研磨のため、切断面が曲がることがある。
• b- 切削面の形成段階は、主に侵食、変形、研削によるものである。
• c- 切断面は、送り方向に沿って滑らかな切断面と研削面に戻る。

アブレイシブウォータージェット加工の数理モデル：

M.Hashishは、FinnieとBitterの固体粒子侵食理論と一連の可視化実験に基づき、アブレイシブウォータージェットによる材料除去プロセスは、下図に示すように、切削摩耗と変形摩耗の2つの領域から構成されると提案している。

切削摩耗領域、すなわち切削深さがhCに達する前では、砥粒は小さな角度で材料に衝突し、材料はマイクロカットモードで除去される。切削深さがhCに達すると、砥粒の材料への衝突速度が低下し、材料除去モードが変化する。

研磨粒子は大きな角度で材料に衝突し、材料は変形摩耗モードで除去される。

これに基づき、M. Hashishは切削摩耗領域における切削深さと変形摩耗領域における切削深さの数学モデルを求めた：

どこ

• h_c は切削摩耗モードの切削深さ（mm）である；
• h_d は変形摩耗モードの切削深さ（mm）である；
• C_k は特性速度（m/s）である；
• d_j はジェット径（mm）；
• mは研磨粒子の質量流量（g/s）；
• V_e は研磨粒子の臨界速度（m/s）である；
• V_o は研磨粒子の初速度（m/s）である；
• ρ_p は研磨粒子の密度（g/cm3）である；
• uはノズルの移動速度（mm/s）；
• C_f は摩擦係数である；  
• σはせん断応力（MPa）。

このモデルには、アブレイシブウォータージェット加工に関わるほぼすべてのパラメータが含まれている。しかし、VoやVeなど一部のパラメータは実験的に決定する必要がある。そのため、オペレータによって得られる結果が異なる可能性があります。

アブレイシブウォータージェットの切断性能に影響を与える要因：

アブレイシブウォータージェット切断は非常に複雑なプロセスであるため、切断性能に影響を与えるパラメータが数多く存在する。

これらのパラメータには、動的パラメータ（水ノズルの直径、水圧）、研磨剤パラメータ（研磨剤の材質、サイズ、流量）、研磨ノズルパラメータ（研磨ノズルの直径、長さ、材質）、切断パラメータ（切断速度、スタンドオフ距離、衝突角度、切断回数）、ワークパラメータ（硬度）などが含まれる。しかし、制御しやすい加工パラメーターは、主に水圧、研磨剤パラメーター、切断速度、スタンドオフ距離などである。

切削性能を評価する主な指標には、切り込み深さ、カーフ形状（カーフの上下幅、カーフテーパ）、表面品質（粗さ、うねり）などがある。

アブレイシブウォータージェットの切断法則：

(1)切削深さは、水圧、砥粒硬度、切削回数の増加とともに増加し、切削速度の増加とともに減少する。切込み深さ、スタンドオフ距離、研磨材供給量、研磨材粒子径の間には最適値の関係がある。切削深さが増加するにつれて，切削断面上の条痕のピーク高さとたわみ角は徐々に増加し，条痕の発生頻度は減少する．

(2)その カーフ幅 は切断速度と最適値の関係があり、最適切断速度は最高切断速度の約1/5である。一回の切削では、切削速度は 材料特性厚さ、断面の品質が要求される。トラバース速度が一定の場合、圧力が高いほど切断面は滑らかになります。 表面粗さ が同じであれば、圧力が高いほどトラバース速度は速くなる。

(3)ジェット圧の増加または切断速度の減少に伴い、切断部の品質は著しく改善される。脆性材料に比べ、プラスチック材料の切断部は滑らかであり、その形態は噴射圧力および切断速度により大きく影響される。

(4)アブレイシブウォータージェットの切断面積速度は、材料の破壊エネルギー値が増加すると減少し、圧力が増加すると増加し、スタンドオフ距離が増加すると減少する。切断面積速度と研磨材供給量の間には最適値の関係がある。移動速度と材料厚さが一定の場合、最も深い切削深さとなる最適なスタンドオフ距離の値がある。スタンドオフ距離が大きくなると、溝幅は徐々に大きくなる。圧力が一定の場合、トラバース速度が小さいほど、切削深さは深くなる。

3.砥粒ウォータージェット加工技術の研究の現状.

研磨ウォータージェット切断。

M.Hashishは、アブレイシブウォータージェット加工を最も早くから研究してきた研究者の一人である。彼は、アブレイシブ・ウォーター・ジェット切断の実験を通じて、フェルト、セラミック、金属、ガラス、グラファイト焼結複合材を剥離することなく切断できることを発見した。

さらに、切削領域には熱応力や変形応力がないことにも言及した。また、異なる切削パラメータが材料加工性能と材料除去率に及ぼす影響についても議論し、切削パラメータを最適化することで切削性能が大幅に向上すると指摘した。

それ以来、アブレイシブウォータージェット加工の国内外の多くの研究と応用は、主に切断に焦点を当ててきた。図3にアブレイシブウォータージェット切断の模式図と切断後の試料断面を示す。

微細な観点から見ると、アブレイシブウォータージェット切断の本質は、多数の研磨粒子が被加工材を微細に切断する累積効果である。解決すべき重要な課題は、刃先形状と切削深さの制御である。

アブレイシブウォータージェット切断の主要機器の開発と改良、精密な切断メカニズムの数学的モデルにより、この技術は厚さ100～200mmの金属材料や厚さ約50mmの硬脆性材料の切断を可能にした。

しかし、厚い構造部品のアブレイシブ・ウォーター・ジェット切断工程では、図4に示すように、ジェットビームはエネルギー減衰により「テールフリッキング」現象を生じる。

滑らかな切削領域は、切り込みの上端に位置する。ワークの底に近づくほど「テールフリッキング」現象が顕著になり、切断されたワークの表面粗さ、形状、位置精度に大きく影響する。

切断プロセスを最適化し、公差コントローラを備えたスイング切断ヘッド技術を使用することで、切り込みの切断精度をインテリジェントに補正することができ、それによって加工品質が向上する。

アブレイシブ・ウォーター・ジェット・ミリング

アブレイシブ・ウォーター・ジェットの加工パラメータを制御して、被加工物を貫通させずに表面材料のみを除去する方法は、アブレイシブ・ウォーター・ジェット・ミリングと呼ばれる。加工概略図と製品を図5に示す。

この技術はまだ実験研究段階であるが、多くの研究者がこの新しいアブレイシブウォータージェット加工技術のメカニズムとプロセスを研究している。

プラスチック材料のアブレイシブウォータージェット粉砕に関しては、M. Hashishらがアブレイシブウォータージェット粉砕の実現可能性を提案し、ノズルの移動速度が粉砕の均一性に影響する重要なパラメータであることを発見した。

Hocheng Hは、アブレイシブウォータージェットによる繊維強化プラスチックのフライス加工の実現可能性について研究した。シングルミリング、ダブルミリング、マルチミリングの加工屑形成メカニズムを研究し、繊維強化プラスチックのフライス加工では変形摩耗が主な切削メカニズムであると予測した。また、ジェット圧力、ターゲット距離、ノズル移動速度、研磨剤流量が、材料除去率、加工深さ、加工幅に及ぼす影響も分析した。

FowlerとShipwayは、アブレイシブ・ウォーター・ジェットでフライス加工した材料の表面特性について研究し、ノズルの移動速度が速いこと、微粒子の砥粒であること、噴射圧が低いこと、浸食角が小さいことで、うねりの小さいフライス加工面が得られることを指摘した。Paulらは、異なるフライス加工パラメータがアブレイシブ・ウォーター・ジェット・フライス加工の溝深さと材料除去率に及ぼす影響を研究し、回帰分析を用いて経験的モデルを確立した。

硬くて脆い材料のアブレイシブウォータージェットミリングに関する研究は少ない。Zeng JYは、多結晶セラミックスのアブレイシブウォータージェットミリングにおける噴射衝撃角の影響を研究し、ミリング衝撃時の噴射角が90度のときに最適な材料除去率が得られることを発見した。また、浸食速度の数理モデルを確立し、検証した。

研磨ウォータージェット ボーリング

砥粒ウォータージェットによる穴あけ加工は、ブッシング加工とドリル加工の2つの加工方法に分けられる。ブッシングは、円弧に沿って材料を切断し、より大きな直径の穴を形成する加工である。この加工は、次の図（穴#9）に示すように、アブレイシブウォータージェットの輪郭切断から発展したものである。

ドリル加工は、右図（穴#3～#8）に示すように、穴のない小径の穴を加工するプロセスである。Guo Zらは、A12 O3、Si3 N4、SiCなどのセラミック材料の加工メカニズムと砥粒ウォータージェット穴あけ加工プロセスを研究し、材料除去は主に微細破壊、微細切削、浸食によって達成されると結論づけた。

Yong Zらは、侵食プロセスにおけるカオス現象に基づき、アブレイシブウォータージェットの穴あけ深さとプロセスパラメータの関係を確立した。Xing Xizheは、アブレイシブウォータージェットのさまざまな穴加工法を紹介し、アブレイシブウォータージェットによる穴あけ加工の多くの利点を指摘した。その中には、硬くて脆い材料や積層複合材料への穴あけ加工が可能で、熱影響部のない深穴、小穴、不規則穴の加工が可能であること、高い寸法精度と低い表面粗さが得られること、傾斜面への穴あけ加工が容易に実現できることなどが含まれる。

研磨ウォータージェット旋削。

アブレシブ・ウォーター・ジェット旋盤加工は、従来の旋盤での1点切削と同様で、ワークの回転と切削ヘッドの直線または曲線運動を利用して、ワークから材料を除去する。加工概略図と製品を図7に示す。アブレイシブ・ウォーター・ジェット旋削の利点は、切削力が小さいこと、被加工物に熱損傷がないこと、切りくずの破損の問題がない微細な切りくずが得られることである。

M.Hashishは1987年に初めてアブレイシブウォータージェット旋削の概念を提唱し、アブレイシブウォータージェットを使用して炭素/金属複合材料、ガラス、セラミックスなどの特殊な難削材を旋削し、次のような結果を得ることができると指摘した。 複雑な形状.

Ansariらは、アブレイシブウォータージェット旋盤加工が、難加工材に対して従来の旋盤加工よりも優れており、SiCセラミックスの加工では5～10倍の速度で加工できることを実証した。Zhang ZWは、ガラスをアブレイシブウォータージェット旋盤で加工する際の表面品質に及ぼす加工パラメータの影響を研究し、ノズルの移動速度が低い場合に最適な表面品質が得られることを発見した。Manuらは、アブレイシブウォータージェット旋削時の製品形状に対するノズル傾斜角の影響を研究した。

アブレシブウォータージェットやその他の加工方法。

上記のアブレイシブウォータージェット加工技術に加え、国内外の研究者がアブレイシブウォータージェットを用いた複合材加工技術に関する研究を行い、報告している。

例えば、マイクロアブレイシブジェットガイドレーザーマイクロマシニングは、ウォータージェットとレーザーの複合加工技術であり、ウォータージェット技術の特徴を十分に生かし、従来の加工技術における有効加工範囲の狭さや熱影響などの問題を効果的に解決する。 レーザー加工超音波アシスト研磨ウォータージェット加工は、ウォータージェットと超音波を組み合わせた実現可能で効率的な脆性材料加工法である。ウォータージェット・ショットピーニングは、冷間加工プロセスを通じて金属部品の疲労寿命を改善する新しいタイプの表面処理法であり、ピーニング強度が高く、ピーニング圧力が低く、強化効果が高いなどの利点がある。

4.アブレイシブウォータージェット加工技術の特徴、応用、発展。

アブレイシブウォータージェット加工の利点は以下の通りである：

• アブレイシブジェットは純水ジェットに比べ、同じ切断目的でも切断に必要な圧力を大幅に低減し、安全性と信頼性の利点を際立たせている。
• いつ 金属切断 研磨水ジェットを使用すると、一般的に火花が発生しないため、切断エリア付近での有害ガスの発火や爆発事故を防ぐことができます。
• 切断中、熱はほとんど発生せず、発生した熱はウォータージェットによって素早く奪われるため、切断面にはほとんど熱影響部が生じない。
• 切断面にかかる切断力は小さいので、薄い板を成形部品に切断する場合でも、刃先が損傷することはない。
• 切り口は狭く、材料ロスは少なく、切断面は滑らかで、バリもない（切断速度が速すぎると、少量のバリが発生することがある）。
• 切断時の粉塵はほとんどなく、有毒ガスも発生しないため、作業環境は比較的クリーンだ。
• 切断反力が小さいので、ノズルは機械アームで簡単に動かすことができる。
• 全周切削が可能で、三次元曲面の切削も容易なため、様々な形状のワークの切削が可能である。
• 切削条件のコントロールが容易で、コンピューターによる自動調整や制御が容易。

アブレイシブウォータージェット加工の欠点は以下の通りである：

• 設備には大きなパワーが必要だ。
• ノズルの摩耗が早い。
• 大きな部品の加工や非常に大きなバリの除去には適さない。
• ウォータージェット加工用に特別に設計されたソフトウェアが不足している。

アブレイシブ・ウォーター・ジェット技術の用途には以下が含まれる：

• 航空宇宙産業アルミニウム合金、ハニカム構造、炭素繊維複合材、層状金属、強化プラスチックガラスなどの特殊材料の切断、熱影響部や加工硬化を伴わないウォータージェットによる航空機ブレードの切断など。
• 自動車製造・修理業各種切削加工 非金属 ダッシュボード、カーペット、アスベスト製ブレーキパッド、ドアフレーム、ルーフガラス、室内装飾ボード、ゴム、プラスチック製ガスタンク、その他の内外装部品などの素材や複合部品。
• 兵器産業：装甲板、履帯、防弾ガラス、車体、砲塔、銃の切断、各種砲弾スクラップの安全な解体。
• 林業、農業、都市工学：伐採、樹皮剥ぎ、灌漑、飼料加工、道路整備、切削工芸などの作業に使用。
• エレクトロニクスおよび電力産業：従来の方法では切断が困難なプリント基板や薄膜、コンピューターのハードディスク、フロッピーディスク、電子部品、アモルファス合金、変圧器のコア、特殊ケーブルなどの成形や切断に使用できる。
• 機械製造業：パンチングやシャーリング工程の代わりに高圧水切断を使用することで、金型コストを節約できるだけでなく、騒音、振動を低減し、材料の利用率を向上させることができます。さらに、ワークピースの外部アルミナ、鋳物の砂中子、セラミックコーティングを除去することができます、 バリまた、従来の方法では切断が困難なねずみ鋳鉄部品の切断も可能です。
• その他の産業建築装飾産業では大理石、御影石、床タイル、陶磁器などを切断し、製紙産業ではロール紙、トイレットペーパーなどの完成品を加工し、木材産業では合板、木板などを加工する。

アブレイシブ・ウォーター・ジェット加工技術の発展展望は以下の通りである：

ウォータージェット加工の信頼性と耐用年数の向上、特に高圧ポンプ、高圧ホース、ジョイント、ノズルなどの主要部品の耐用年数の向上。

プロセスパラメーターを最適化することで、効率をさらに向上させ、研磨剤の消費量を減らし、エネルギー消費量を削減し、コスト競争力を高める。

インテリジェント制御を開発し、加工中にプロセスパラメーターを適応的に調整できるようにすることで、加工精度を向上させ、一定の精度が要求される部品の製造に使用することで、プラズマ加工やレーザー加工に匹敵する技術的・経済的効果を実現する。

砥粒ウォータージェット加工技術の開発動向：

2次元切断やバリ取りから、穴加工や3次元表面の加工まで、ウォータージェット加工の適用範囲を拡大し続けている。

ウォータージェット加工の理論的研究、特にウォータージェット加工のモデルの確立と混相流理論の研究。

アブレイシブウォータージェット技術を用いた小型精密部品の加工、および旋盤加工とフライス加工へのアブレイシブウォータージェットの利用に関する研究。