Corte con chorro de auga

O Corte con chorro de auga (en inglés: jet-cutting, water jet cutter, water jet ou waterjet) é un proceso físico e tecnolóxico consistente en usar auga con abrasivos (sílice) a moi alta presión para o corte de materiais por erosión.

Deseño dun cortador a chorro de auga:
1 - entrada de auga a alta presión
2 - "xoia" (rubí ou diamante)
3 - abrasivo
4 - tubo de mestura
5 - garda
6 - chorro de auga cortante
7 - material a ser cortado

Esta técnica consiste na proxección sobre a superficie do material a ser cortado dun chorro de auga a unha presión entre 2.500 e 3.000 bares, cun fluxo de auga de entre 20 e 40 lpm a velocidades supersónicas, incorporando por efecto Venturi un abrasivo ao fluxo de auga.

Historia

Máquina de corte Waterjet CNC .

O chorro de auga usouse desde comezos do século XX para depósitos de grava e arxila. Na década de 1930 investigouse a posibilidade de utilizar un chorro de auga a alta presión nas minas rusas e estadounidenses para a extracción de carbón e mineral. Na década de 1960, os materiais compostos usáronse na construción de avións, a empresa Boeing utilizou un chorro de auga para traballar este tipo de materiais. A compañía Ingersoll Rand, hoxe chamada KMT (de Suecia), en 1971 entrega a primeira máquina de corte con chorro de auga industrial. A finais da década de 1990, FLOW lanzou un novo proceso, hoxe coñecido como Dynamic Waterjet. Con este método, foi posible corrixir o erro angular do fío causado pola expansión da viga, de xeito que se podía cortar con precisión aínda con pezas de traballo grosas.

Control numérico

Render dunha peza 3D de 5 eixes para ser cortada.

A medida que o corte por chorro de auga foi levada aos obradoiros de fabricación existentes, era esencial controlar a cortadora de forma fiable e precisa. Os primeiros sistemas de corte de chorro de auga adaptaron os sistemas tradicionais como os pantógrafos mecánicos e os sistemas de Control numérico computerizado baseados na fresadora NC 1952 de John Parsons e o código G (DIN 66025/ISO 6983) en funcionamento. Os retos desta tecnoloxía de chorro con auga revelaron as limitacións do código G tradicional, xa que a precisión depende da variación da velocidade da boquilla a medida que se acerca ás esquinas e nos detalles. A creación de sistemas de control de movemento para incorporar esas variables se converteu nunha importante innovación para os principais fabricantes de chorro de auga a principios da década de 1990, John Olsen, de OMAX Corporation, desenvolve os sistemas para posicionar con precisión a boquilla do chorro de auga, ao tempo que se especificaba con precisión a velocidade en cada punto da traxectoria, e tamén utilizando PC comúns como controlador. O maior fabricante de sistemas de corte con chorro de auga, FLOW International (un derivado de Flow Industries), recoñeceu os beneficios dese sistema e acadou a licenza do software OMAX, co resultado de que a gran maioría das máquinas de corte de chorro de auga en todo o mundo son fáciles de usar, rápidas e precisas. O deseño das pezas a cortar faise con programas de CAD convencionais e os seus arquivos estándar son empregados nas máquinas de corte.

En 1987, Ingersoll-Rand Waterjet Systems ofreceu sistemas de corte de 5 eixes Robotic Waterjet System. Cos recentes avances en tecnoloxía en control e movemento 5 eixes (con abrasivos e só con auga). Onde os eixes normal ao chorro son chamados Y (back/forth), X (left/right) e Z (up/down), e o sistema de 5 eixes engadirán tipicamente un eixe A (ángulo perpendicular) e eixe C (rotación ao redor do eixe Z). Dependo da cabeza de corte, o ángulo máximo de corte do eixe A pode ser entre 55, 60 graos, ou nalgúns casos ata 90 graos dende a vertical.

Calidade do corte

A calidade do corte de pezas está definido por números Q1 a Q5. Números baixos indican acabados de baixa calidade e números máis altos superficies chans. Para materiais finos a calidade depende da velocidade para Q1 pode ser ata 3 veces máis rápida que para ter calidades Q5. Para materiais espesos Q1 pode ser ata 6 veces máis rápida que para Q5. Por exemplo, para 100 mm de espesor en aluminio Q5 pode ser 18 mm/min e Q1 pode ser 110 mm/min|, 5,8 veces máis rápido.

Velocidades de corte

Exemplo de velocidades de corte (milímetros/minuto) en función do material a cortar e o espesor.