Cięcie wodą

Cięcie wodą (waterjet)

Co to jest cięcie wodą?

Przecinanie elementów z wykorzystaniem technologii water-jet zaczęło być wykorzystywane już w latach 70 XX wieku. Od tego czasu technika cięcia wodą była nieustannie udoskonalana, aby sprostać potrzebie coraz bardziej precyzyjnego cięcia. Dzięki temu przecinanie wodą waterjet jest dziś tak powszechnie wykorzystywane. W tym artykule dokładnie przyjrzymy się tej technologii.

Na czym polega cięcie wodą?

Cięcie wodą (obróbka wodno-ścierna, cięcie hydro-abrazyjne lub water-jet) polega na wykorzystaniu strumienia wody pod niezwykle wysokim ciśnieniem do przecinania różnych elementów, w przypadku stosunkowo miękkich elementów, sama woda wystarczy, aby skutecznie je przeciąć, jednak w przypadku twardszych materiałów sama woda to za mało, należy stosować mieszankę wody ze środkiem ściernym. Wody używa się do przyspieszenia ziaren ścierniwa. Cięcie strumieniem wody realizowane jest wyłącznie w sposób zautomatyzowany a sam proces cięcia konkuruje z innymi termicznymi metodami rozdzielania materiałów. Warto wiedzieć iż określeniem water jet używane jest także w kontekście czyszczenia różnych materiałów wodą. 

Dlaczego warto ciąć wodą?

Zalety cięcia wodą to przede wszystkim: możliwość cięcia wielu rodzajów materiałów o różnych kształtach, wysoka jakość krawędzi cięcia, dzięki czemu przecięty element nie musi być poddany obróbce wykańczającej, wysoka wydajność i precyzja, a do tego waterjet cięcie jest to technika przyjazna środowisku, gdyż cięcie wodą nie powoduje emisji szkodliwych gazów lub pyłów. Do tego instalacja stanowiska do cięcia strumieniem wody nie wymaga dużych nakładów i praktycznie każdy zakład przemysłowy ma możliwość montażu przecinarki wodnej. Dzięki swoim właściwościom water jet umożliwia rozcinanie pocisków wybuchowych i innych niebezpiecznych przedmiotów.

Jakie materiały mogą być przecinane z wykorzystaniem cięcia water jet?

Cięcie wodą umożliwia obróbkę wielu materiałów, zarówno twardych jak i miękkich. Należą do nich między innymi: stal, tytan, drewno, kamień, beton, szkło, miedź, stopy chromu, ceramika, granit, marmur, aluminium, tworzywa sztuczne, porcelana, pianki, gres, guma i wiele innych. Przedstawiona powyżej lista jest naprawdę długa, technika przecinania wodą daje możliwość obróbki praktycznie każdego materiału wykorzystywanego w przemyśle, jednak warto pamiętać, że poszczególne materiały wymagają zastosowania różnych głowic. Miękkie materiały – jak papier czy tworzywa sztuczne mogą być przecinane z wykorzystaniem samej wody, jednak w przypadku cięcia grubszych materiałów lub twardych elementów, wykonanych na przykład z granitu, marmuru i tytanu, konieczne staje się zastosowanie dodatkowego ścierniwa.

Dlaczego cięcie strumieniem wody daje lepsze rezultaty niż laser czy plazma?

Przede wszystkim cięcie strumieniem wody umożliwia przecinanie elementów o znacznie większej grubości. Zwykle laser zapewnia dokładne przecięcie blachy o grubości kilku centymetrów, natomiast woda pozwala ciąć materiały o grubości nawet kilkunastu centymetrów. Do tego podczas cięcia strumieniem wody, element nie jest poddawany działaniu wysokiej temperatury, jak ma to miejsce w przypadku obróbki termicznej. Dodatkowo woda posiada właściwości, dzięki którym nie powoduje odkształcenia elementu, powstawania zadziorów oraz utwardzenia materiałów. Warto dodać, że laser i plazma nie umożliwiają obróbki materiału niemetalowego, natomiast wykorzystanie do tego celu wody, sprawdza się idealnie, umożliwiając precyzyjne cięcie..

Na czym polega cięcie wodą 3D?

Przecinanie wodą 3D, polega na wykorzystaniu metody waterjet, do przecinania elementów o różnych kształtach i skomplikowanych krawędziach cięcia. Zastosowanie głowicy 3D umożliwia wycinanie w aż pięciu osiach! Technologia wycinania wodą 3D dopuszcza wykonanie precyzyjnego procesu cięcia w miejscu niedostępnym dla większości przecinarek, o dużej grubości i różnej strukturze obrabianych detali.

Jakie są ograniczenia związane z tą technologią przecinania?

Waterjet cięcie wodą umożliwia przecinanie wielu różnych materiałów, które znajdują szerokie zastosowanie zarówno w przemyśle jak i w życiu codziennym każdego z nas. Jednak jak się okazuje, nie wszystko można uciąć, wykorzystując tę technologię. Dobrym przykładem takiego materiału jest szkło hartowane. Strumień wody z dodatkiem ścierniwa pod wysokim ciśnieniem, który uderza w twardą powierzchnię hartowanego szkła, zwykle wywołuje jego pęknięcie. Warto dodać, że taki kłopot w ogóle nie występuje w przypadku przecinania zwykłego szkła.

Jakie operacje, oprócz przecinania, można wykonywać wykorzystując przecinarkę waterjet?

Przecinarki wodne to maszyny wykorzystywane przede wszystkim do precyzyjnego przecinania detali i elementów o różnych kształtach i rozmiarach, do tego wykonanych z różnego materiału. Jednak wycinarka tego typu pozwala na wykonywanie bardzo precyzyjnych otworów. Jednak otwory to nie wszystko, gdyż ustawienie dyszy pod odpowiednim kątem sprawia, że przecinarka może zostać wykorzystana do operacji ukosowania na przykład ceramicznych płytek.

Cięcie wodą – jak zrobić to lepiej?

Chcąc poprawić jakość wykonywanego cięcia wodą, warto zwrócić szczególną uwagę na długość kabla mieszającego ścierniwo. Dłuższy kabel wytwarza spójniejszy strumień ścierniwa, a minimalna długość przewodu doprowadzającego to ok. 7 centymetrów. Ponadto należy pamiętać, że kluczowe elementy przecinarki – kryza, komora mieszająca i dysza muszą być dokładnie dopasowane. Strumień wody powinien być wąski, a odległość między przecinanym elementem a dyszą – niewielka. Jednak czynnikiem, który w największym stopniu decyduje o precyzji wykonanej krawędzi cięcia, jest doświadczenie. Choć cięcie z wykorzystaniem strumienia wody bardzo często przebiega w sposób w pełni automatyzowany, to dobór odpowiednich parametrów obrabiarki jest kluczowy.

Podsumowanie

W tym artykule dokładnie przyjrzeliśmy się najwydajniejszej, przemysłowej technologii przecinania waterjet. Poznaliśmy się zarówno zalety jak i wady tego procesu, przedstawiliśmy bardzo długą listę materiałów, na których obróbkę pozwala technologia waterjet. Dokonaliśmy również porównania przecinania wodnego z innymi popularnymi metodami cięcia – laserem i plazmą.