Cięcie wodą – metoda waterjet. Na czym polega?

Ta zaawansowana technologia wykorzystuje strumień wody pod wysokim ciśnieniem w połączeniu z materiałem ścierającym, aby dokładnie i skutecznie przeciąć różnorodne materiały. Dlatego też zdobyła znaczną popularność w różnych sektorach przemysłu.

Na czym polega cięcie wodą?

Potocznie zwana technologia Cięcia wodą to proces, w którym do przecinania płaskich materiałów, a także wycinania w nich rozmaitych kształtów, stosuje się strumień wody o wysokim ciśnieniu oraz materiału ścierającego.

W rzeczywistości mowa więc o cięciu abrazyjnym, w którym woda oraz materiał ścierający łączone są w komorze mieszania. Powstały w ten sposób strumień wody jest w stanie przenosić bardzo duże ilości energii i dzięki temu umożliwia przecinanie różnych materiałów – zarówno miękkich (np. tworzywa sztuczne), jak i twardych (np. stal czy ceramika). Popularność cięcia abrazyjnego wynika z wysokiej precyzji, uniwersalności oraz braku deformacji termicznych – dzięki temu jest szeroko stosowane w przemyśle.

Cięcie waterjet realizowane jest w sposób zautomatyzowany – w jego trakcie głowica i dysza tnąca ustawione są prostopadle do obrabianej powierzchni, a średnica strumienia wody nie przekracza 0,1 mm. Dzięki temu za pomocą tej technologii można przecinać elementy metalowe nawet o grubości do 150 mm.

Wycinanie wodne zalicza się do procesów cięcia na zimno i jest techniką ekologiczną oraz nowoczesną, które może skutecznie konkurować z innymi metodami, jak cięcie laserem czy plazmą. Wszystko zależy od parametrów i grubości materiałów, które są poddawane procesowi cięcia tą technologią. Sprawdza się zwłaszcza w takich zastosowaniach, w których obrabiany materiał, z różnych względów, nie może być poddany działaniu wysokiej temperatury (dotyczy to np. elementów po obróbce cieplnej).

Jakie materiały można ciąć wodą?

Cięcie wodne, zwane abrazyjnym, to metoda niezwykle uniwersalna, która sprawdza się w przypadku różnego rodzaju materiałów – ceramiki, kamienia, tworzyw sztucznych i oczywiście metalu. Waterjet pozwala nawet na precyzyjne wycinanie w szkle (z wyjątkiem hartowanego). Za pomocą tej technologii można ciąć również metale.

W Electris oferujemy możliwość cięcia technologią waterjet metali nieżelaznych, w tym blach miedzianych oraz aluminiowych o grubości do 150 mm.,

Zalety cięcia strumieniem wody

Duża popularność cięcia wodnego wynika z jego licznych zalet. Tą najważniejszą jest bardzo wysoki stopień precyzji, ponieważ zapewnia możliwość wycinania z dokładnością do 0,1 mm. Duże znaczenie ma również stosunkowo wysoka prędkość cięcia, przy jednoczesnym zachowaniu odpowiedniej jakości krawędzi.

To jednak nie wszystko. Do innych zalet cięcia waterjet zaliczamy:

• dużą wydajność i efektywność procesu wycinania na grubszym materiale;
• wysoką jakość ciętych krawędzi;
• możliwość wycinania dowolnych kształtów;
• brak ryzyka tworzenia się rozgrzanych stref w obrębie materiału oraz odkształceń czy zmian metalurgicznych ze względów termicznych;
• możliwość przecinania elementów o różnej wielkości i grubości;
• brak szkodliwych związków wydzielanych w trakcie obróbki;
• uniwersalność zastosowania.

Wszystko to sprawia, że cięcie strumieniem wody znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu – między innymi w sektorze elektroenergetycznym, samochodowym, lotniczym, budowlanym, kamieniarskim czy drzewnym.

Cięcie wodą metali, takich jak miedź czy aluminium, nie zawsze jednak się sprawdza. W niektórych przypadkach, takich jak cięcie niewielkich detali bardziej opłacalne jest skorzystanie z alternatywnych technik, takich jak na przykład: cięcie laserowe.

Cięcie wodą – jakie ciśnienie można uzyskać?

Jak wspomnieliśmy wcześniej, cięcie blach za pomocą technologii waterjet odbywa się pod ekstremalnie wysokim ciśnieniem. Jego średni zakres wynosi od 2000 do nawet 6000 barów. Ciśnienie wpływa przede wszystkim na szybkość i efektywność cięcia – w przypadku materiałów o większej grubości czy twardości konieczne jest jego zwiększenie. Co więcej, wysokie ciśnienie pozwala stosować mniej ścierniwa, co może obniżyć koszty procesu.

Maszyny do cięcia wodą Waterjet

W procesie cięcia metalu wodą stosuje się nowoczesne i zaawansowane technologicznie wycinarki wodne CNC, które składają się z:

• pompy wysokociśnieniowej, odpowiedzialnej za generowanie strumienia wody pod odpowiednim ciśnieniem;
• rurek i zaworów, które doprowadzają wodę do głowic;
• głowic tnących, dzięki którym możliwe jest określenie średnicy strumienia oraz odpowiednie skierowanie wody na cięty materiał.

Bardzo ważne jest to, że nowoczesne maszyny waterjet są wyposażone w specjalne głowice, które kompensują efekt tworzenia się stożka. Ponadto mogą posiadać, jako opcjonalne wyposażenie, sterowanie czwartą i piątą osią, co znacznie poszerza możliwości produkcyjne i umożliwia wycinanie bardzo skomplikowanych kształtów.

Czym się różni cięcie abrazyjne od cięcia samym strumieniem wody?

Dzięki dodaniu materiału ścierającego do strumienia wody możliwe jest przecinanie twardszych i grubszych materiałów, jak metale. Ich obróbka samą wodą pod dużym ciśnieniem nie byłaby możliwa – takie rozwiązanie sprawdza się wyłącznie w przypadku bardzo miękkich materiałów, jak papier.

Cięcie wodą a inne metody

Cięcie wodą to metoda, która może stanowić alternatywę dla innych technik, np. cięcia plazmą. Z czego to wynika?

Cięcie plazmą jest często stosowane do przecinania stali, jednak nie sprawdzi się w przypadku metali, takich jak miedź czy aluminium. Jest przy tym mniej precyzyjne, może powodować większe odchylenia od założonego kształtu, a także prowadzić do deformacji termicznych materiałów, zwłaszcza tych cienkich lub wrażliwych.

Cięcie waterjet nie powoduje deformacji termicznej materiałów i pozwala zachować większą precyzję, dlatego jest tak korzystne w wielu zastosowaniach.

Ile kosztuje cięcie wodą?

Koszt cięcia wodą uzależniony jest m.in. od rodzaju i grubości obrabianego materiału, a także stopnia złożoności projektu. W Electris każde zamówienie określonego detalu, wyceniamy w pełni indywidualnie, w zależności od wymagań i cech produktów, które zamawia klient.