Cięcie wodą to technika alternatywna do klasycznych metod cięcia przy użyciu ruchomych narzędzi. Wymyślona kilkadziesiąt lat temu, stale udoskonalana, wprowadziła rewolucję w obróbce twardych materiałów naturalnych i elastycznych tworzyw sztucznych. Mnogość zastosowań sprawia, że waterjet jest wykorzystywana przez wiele branży, od motoryzacyjnej po budownictwo. Co to jest cięcie wodą i na czym polega waterjet? Wyjaśniamy w naszym artykule.
Co to jest waterjet?
Waterjet to inaczej cięcie wodą, którego koncepcja różni się zasadniczo od cięcia tradycyjnymi metodami. Najprościej mówiąc, w klasycznych metodach cięcia wykorzystuje się narzędzia tnące wykonane z bardzo twardych materiałów, które są w stanie zmienić strukturę innych materiałów. Tradycyjne techniki cięcia wykorzystują końcówki tnące, które mają bezpośredni kontakt z obrabianym materiałem. Co się z tym wiąże? Duża ilość wydzielanego ciepła, duża ilość odpadu, czyli drobnych cząsteczek ciętego materiału oraz zagrożenie dla ludzi związane z elementami wirującymi z ogromną prędkością.
Waterjet to technologia, która ma zupełnie inne założenia. Waterjet to cięcie wodą pod wysokim ciśnieniem. Jest to ciśnienie nieporównywalne z ciśnieniami, z którymi mamy do czynienia na co dzień. Prędkość, jaką osiąga woda to ponad 760 m/s, co odpowiada trzem prędkościom dźwięku. W przeliczeniu na bary możemy mówić nawet o 6500. Waterjet nie wykorzystuje czystej wody. Dla lepszych właściwości tnących dodawane są do niej drobnoziarniste składniki tzw. ścierniwa, które zwiększają wydajność i precyzję. Należy podkreślić, że są to minerały, za zatem w procesie nie jest używana chemia.
Zasada działania waterjet?
Aby cięcie techniką Waterjet było możliwe, konieczne jest stworzenie odpowiednich warunków. Woda musi być poprowadzona systemem instalacji hydraulicznych do głowicy tnącej, skąd pod ogromnym ciśnieniem trafi na powierzchnię obrabianego materiału. Głowica jest wykonana z materiałów o wyjątkowej twardości, aby sama nie została uszkodzona. Najczęściej do wyprodukowania końcówek tnących wykorzystuje się najtwardsze z minerałów, np. diament.
Cięcie wodą jest możliwe tylko na specjalnie przystosowanej do tego platformie z basenem, który jest jednocześnie zbiornikiem wyłapującym wodę, która już przetnie materiał. Zwykle zestaw do waterjet składa się z 3 elementów, zbiornika z prowadnicami i głowicami tnącymi, kompresora oraz sterowania CNC. Należy bowiem podkreślić, że cięcie wodą jest techniką zaliczaną do sterowanych numerycznie, a zatem można używać w odniesieniu do niej pojęcia – Computer Numerical Control.
Cięcie wodą, jak wspomnieliśmy, wykorzystuje tnącą siłę wody. Pomysł zastosowania wody do cięcia materiałów został zaczerpnięty z natury. Rzeki przez miliony lat potrafiły wyrzeźbić kaniony, dlaczego w takim razie woda pod dużym ciśnieniem nie może przeciąć np. metalu, tworzyw sztucznych, ceramicznych lub kamienia. Otóż potrafi.
Co więcej, cięcie wodą posiada jeszcze jedną ważną zaletę. Waterjet można zastosować wszędzie tam, gdzie nie można naruszyć struktury materiału poza miejscem cięcia, ponieważ może to w sposób krytyczny wpłynąć na jego wytrzymałość. Takie kryteria muszą spełniać np. elementy produkowane dla lotnictwa czy przemysłu stoczniowego.
Woda przechodząca przez materiał, w sposób niezwykle precyzyjny rozdziela jego strukturę, nie pozostawiając ostrych krawędzi i zadziorów na obrabianym surowcu. Z tego powodu waterjet jest technologią pożądaną w tych dziedzinach, gdzie potrzebna jest wysoka precyzja i stosunkowo niewielkie straty materiałowe. Ostatecznie przyczynia się to również do oszczędności finansowych dla klienta zamawiającego usługę, jaką jest cięcie wodą.
Cięcie wodą jest technologią bardzo ekologiczną, przede wszystkim z dwóch powodów. Woda jest czynnikiem powszechnie dostępnym i czystym. Nawet domieszka naturalnego ścierniwa nie wpływa na neutralność odpadów po cięciu, które można bez problemu odprowadzić do środowiska. Druga ważna cecha waterjet, to brak konieczności używania dodatkowych chłodziw chemicznych w procesie cięcia. Warto dodać, że dzięki temu, cięcie wodą może się odbywać praktycznie przez 24 godziny, bez potrzeby robienia przerw technologicznych.
Zastosowanie waterjet
Cięcie wodą znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu i produkcji. Najczęściej wykorzystywane jest do przygotowywania podzespołów lub części wykonanych z jednego fragmentu materiału. Dzięki precyzji waterjet, można użyć tej techniki do obrabiania materiałów naturalnych i syntetycznych o różnej twardości i grubości bez uszkadzania ich struktury.
Klasyczne techniki cięcia mogą wpływać na materiał poprzez chwilowe nagrzewanie i naruszenie struktury tuż przy miejscu cięcia. Technika cięcia wodą waterjet nie wywiera miejscowego nacisku na cięty element oraz nie dochodzi do groźnych naprężeń. Dzięki temu, materiał zachowuje swoją pierwotną strukturę i właściwości plastyczne. Jest to niezwykle ważne w branżach, w których wytrzymałość materiałowa decyduje o bezpieczeństwie: lotnictwo, motoryzacja, budownictwo okrętowe, technologie kosmiczne.
Cięcie wodą może być z powodzeniem stosowane również w branżach, w których istnieje potrzeba wykonania krótkich serii produkcyjnych. Waterjet znacznie obniża bowiem koszty wykonania pojedynczych elementów, co wpływa na szybkość i konkurencyjność takich zleceń. Jest to szczególnie ważne w sektorze badawczo-rozwojowym, gdzie jest potrzeba wykonania dosłownie jednego elementu prototypowego. Dzięki waterjet można szybko zmaterializować projekt w postaci gotowej części.
Co można i czego nie można ciąć za pomocą wody?
Cięcie wodą znajduje również szerokie zastosowanie w obróbce materiałowej. Najczęściej stosowane jest w obróbce metalu, szczególnie całych arkuszy. Waterjet pozwala na przecinanie płyt o grubości nawet do 20cm. Waterjet jest tak precyzyjny, że podczas cięcia nie powstają opiłki, a obrabiana powierzchnia nie wymaga dodatkowego szlifowania.
Waterjet doskonale radzi sobie z formowaniem i cięciem materiałów naturalnych, jak np. kamień. Duża dokładność cięcia sprawia, że często cięcie wodą stosowane jest to przecinania konglomeratów, ale też płytek ceramicznych oraz granitu. Cięcie wodą jest przy tym mniej energochłonne, ponieważ woda nie wywiera mechanicznego nacisku na przecinany surowiec.
Waterjet ma zastosowanie również w obróbce materiałów z tworzyw sztucznych. Mogą to być kompozyty, włókna szklane, guma, ale również plastik, papier. Wszystkie wymienione materiały zostałyby uszkodzone w jakimś stopniu podczas tradycyjnego cięcia. Natomiast cięcie wodą sprawia, że miejsce cięcia jest czyste i dokładne. Dodajmy, że waterjet nie powoduje wydzielania się gazów, ani oparów.
Gdzie wykonują usługi cięcia wodą?
Cięcie wodą jest technologią wymagającą odpowiednich warunków: maszyny tnącej, kompresorów oraz sterowników. Dlatego zlecenia tego typu można zrealizować tylko w profesjonalnych firmach zajmujących się obróbką CNC, takich jak – www.cncjurczak.pl. Firma posiada niezbędne zaplecze do przechowywania surowych materiałów oraz wyspecjalizowany personel z wieloletnim doświadczeniem w obszarze obróbki materiałowej CNC.
Cięcie wodą wymaga nie tylko odpowiedniego sprzętu, ale również oprogramowania i wprowadzenia cyfrowego projektu zamówionego elementu do sterowników maszyny tnącej. Dodatkowo trzeba pamiętać o materiałach używanych w procesie cięcia, jak ścierniwo oraz o odpowiedniej utylizacji odpadów i zużytej wody. Cięcie wodą w CNC Jurczak to gwarancja przeprowadzenia tego procesu w oparciu o najwyższe standardy jakości i ochrony środowiska. Waterjet to technologia wszechstronna, odpowiednia do zastosowania w wielu branżach, a co najważniejsze – niezwykle efektywna i wydajna.
Artykuł sponsorowany.
