TECHNOLOGIA

Technologia cięcia wodą

dysza water jet w trakcie cięcia materiału Procesy wykorzystujące wysokie ciśnienie wody zaczęły zyskiwać na znaczeniu w latach dwudziestych XIX wieku, kiedy to zastosowano strumień wody pod wysokim ciśnieniem do czyszczenia odlewów w odlewniach, jak również do rozpuszczania węgla i metali szlachetnych w przemyśle górniczym.

Początkowo uzyskiwano ciśnienia rzędu 100 bar. Pierwszy raz koncepcja zastosowania strumienia bardzo wysokiego ciśnienia wody „Jet System" została opatentowana przez dr Normana Franz'a, profesora na University of British Columbia, w 1968 roku.

Na podstawie tego patentu, firma KMT, będąca spółką zależna od Mc. Cartney Manufacturing Company, opracowała system, który był zdolny do pracy z ciśnieniem wody 4000 bar.

Po raz pierwszy system wdrożono w 1971 roku w firmie Alton Box ard Co Papertube Division. Ze względu na dość niski poziom energii strumienia, system nie nadawał się do cięcia metali jednak doskonale sprawdzał się przy cięciu bardziej miękkich materiałów.

Na początku 80-tych ten problem został rozwiązany. Dodanie materiału ściernego (abrazivo) do strumienia wody spowodował wzrost mocy systemu. Dzięki temu jest dziś możliwe cięcie nawet najtwardszych materiałów takich jak stal szlachetna lub kamień naturalny.

Technologia hydrodynamicznego przecinania materiałów strumieniem wody pod bardzo wysokim ciśnieniem jest obecnie najnowocześniejszą i najszybciej rozwijającą się metodą obróbki (cięcie i kształtowanie powierzchni) w wielu branżach i dla prawie wszystkich materiałów. Ta nowoczesna technologia jest nie tylko konkurencyjna ale także uzupełniająca inne dotąd stosowane metody cięcia. Niezależnie od rodzaju materiału możliwe jest jego precyzyjne przecinanie do grubości 200 mm. Takich możliwości nie daje żadna inna technologia cięcia.

Wielkim plusem tej technologii w porównaniu do innych procesów obróbki jest zachowanie niskiej temperatury cięcia. W odróżnieniu od procesów termicznych, wszystkie materiały są cięte bez wpływu ciepła. Temperatura wytwarzana w procesie rozdzielania materiału nie przekracza 40 stopni C. Zapobiega to hartowaniu, wypaczaniu, niszczeniu krawędzi, jak również nie powoduje emisji zanieczyszczeń i szkodliwych gazów.

Dla niektórych materiałów, takich jak blachy powlekane tworzywami sztucznymi, ta technika jest często jedynym rozwiązaniem, ponieważ nie ma negatywnego wpływu na zewnętrzną powierzchnię laminatu.

Oprócz tego, niektóre materiały, przede wszystkim te o większej grubości, nie pozwalają na skuteczne pod względem jakościowym lub ilościowym cięcie z wykorzystaniem procesów termicznych. Materiały takie jak tytan, stal nierdzewnych, miedź lub aluminium, często stwarzają wiele problemów przy próbach cięcia za pomocą lasera, szczególnie w przypadku arkuszy o większej grubości. Cięcie materiałów kompozytowych, z minerałów lub odblaskowych w ogóle nie pozwala na użycie wiązki lasera.

Cięcie strumieniem wody, mimo wysokiej energii kinetycznej w strumieniu, nie powoduje żadnych deformacji w materiale i często pozwala uniknąć konieczności dalszej obróbki krawędzi wycinanego elementu. Strumień wody, który jest tak cienki jak włos, tworzy minimalne nacięcia. W wyniku tego, utrata materiału jest o wiele mniejsza niż w przypadku konwencjonalnych procesów.

Technologia ta używa strugi wody do przyspieszenia ziaren ścierniwa (garnet). Woda po przejściu przez dyszę wodną powoduje zasysanie ścierniwa do komory miksującej. Mieszanina wody i ścierniwa kierowana jest następnie do dyszy fokusującej w celu jej uformowania i ustabilizowania. Powstająca w ten sposób struga posiada wystarczającą ilość energii aby przeciąć najtwardsze materiały. Prędkość takiej strugi, u wylotu z dyszy, przekracza 1000m/s.