Una máquina de chorro de agua es un complemento versátil para cualquier taller de fabricación, ya que permite realizar cortes precisos en una amplia gama de materiales y espesores. Esta máquina funciona impulsando agua a alta velocidad y presión, erosionando eficazmente el material que corta, de forma similar al mecanizado, pero sin necesidad de herramientas de corte. Es una máquina industrial capaz de cortar metales, plásticos, compuestos, cerámicas e incluso materiales más duros. Para materiales más blandos, como la madera y el caucho, basta con agua pura, mientras que los materiales más duros requieren un aditivo abrasivo, como granate u óxido de aluminio, para mejorar la potencia de corte.
El proceso generalmente ocurre bajo el agua para reducir el ruido y el desorden, con el chorro de agua ejerciendo una fuerza de más de 60,000 PSI—treinta veces más potente que una hidrolavadora estándar. Este chorro de agua a alta presión se canaliza a través de una boquilla diminuta, que mide entre 0.010” y 0.015” de diámetro. El sistema de chorro de agua incluye una bomba y un componente de filtrado crítico. Solo el agua limpia puede lograr la presión necesaria para un corte uniforme, protegiendo las piezas sensibles de alta presión de la máquina de daños causados por impurezas y minerales.
El corte por chorro de agua se ha convertido en una herramienta poderosa y popular utilizada en muchos procesos de fabricación en todo el mundo.
¿Cuáles son los componentes de un sistema de corte por chorro de agua CNC?
Se requieren tres componentes principales para producir el chorro de agua a alta presión que da como resultado un filo preciso.
El sistema de agua a alta presión
Este sistema incluye la bomba que genera el agua presurizada y toda la plomería necesaria para entregarla.
La Máquina
La máquina de chorro de agua multieje (ejes X, Y, Z) incluye el cabezal de corte, la mesa de chorro de agua, la boquilla de corte abrasivo y el receptor de soporte de material.
El sistema de control
El software del sistema de control de alto rendimiento gestiona la interfaz del operador, el control de movimiento de los ejes X, Y y Z, el posicionamiento de la boquilla y un sistema de retroalimentación de velocidad.
Cortadoras por chorro de agua pura frente a un sistema de corte por chorro de agua abrasivo
Los cortadores de chorro de agua pura son los originales que funcionan solo con agua. herramienta de corte por chorro de aguaEl chorro de agua puro corta materiales blandos como espuma, plástico, papel, material aislante, placas de cemento e interiores de automóviles. Produce un chorro fino que proporciona excelentes detalles con poco desperdicio de material.
Una máquina de chorro de agua abrasivo es muy similar a una máquina de chorro de agua pura, excepto que el material abrasivo de granate se introduce en el cabezal y se mezcla a alta velocidad con el agua. El chorro de agua abrasivo resultante es mil veces más potente que el de la cortadora de agua pura, lo que le permite cortar materiales duros como metal, cerámica, piedra, vidrio y materiales compuestos.
Otros estilos de máquinas de chorro de agua
Existen otros tipos de máquinas de corte por chorro de agua, incluidas impresoras 3D, microchorros de agua y chorros de agua robóticos. Sin embargo, el estilo de cualquier cortadora por chorro de agua está determinado por su diseño de pórtico, que es el sistema que sostiene y soporta el cabezal de corte:
- Máquinas de pórtico voladizo: Tienen un brazo sobre la mesa que sostiene la herramienta de corte. Son fáciles de usar pero no pueden manejar grandes trozos de material.
- Máquinas de pórtico estilo puente: Tienen una barra transversal a la mesa, por la que avanza el cortador. Son conocidos por ser estables y buenos para cortar cosas grandes.
- Máquinas de pórtico de puente volador: Similar al estilo puente, pero toda la parte superior se mueve con el cortador. Se utilizan para cortes muy precisos en máquinas grandes.
- Máquinas Pórtico de Brazo Articulado: Estas cortadoras tienen un brazo flexible, como los brazos de un robot, para mover la cortadora. Son mejores para cortes detallados o espacios pequeños.
Chorros de agua frente a otras máquinas herramienta
El corte por chorro de agua tiene varias ventajas sobre otros procesos de corte, como las máquinas de corte por láser o el corte por plasma. Los sistemas de corte por chorro de agua proporcionan una mayor precisión, pueden cortar diseños complejos y pueden manipular superficies sensibles al calor. El proceso no calienta el material ni cambia su temple y deja bordes de corte limpio que no requieren un acabado secundario.
¿Cuánto cuesta un chorro de agua CNC?
Los chorros de agua abrasivos son relativamente nuevos y se han convertido en candidatos para reemplazar los procesos tradicionales como taladrado, fresado de perfiles, corte de engranajes, corte, brochado y aserrado en diversas industrias. El precio aproximado de un sistema abrasivo de 2 ejes debe estar entre $100,000 200,000 y $50,000 100,000, y un chorro de agua CNC de solo agua suele estar en el rango de $XNUMX XNUMX y $XNUMX XNUMX.
Tipos de cortes por chorro de agua
De alguna manera, el Corte por chorro de agua El proceso se parece al uso de una sierra de cinta para eliminar material. Sin embargo, el corte de material en el entorno de fabricación actual es más complicado de lo que puede realizar una sierra de cinta. Por otro lado, las máquinas de corte por chorro de agua pueden realizar muchos cortes diferentes según la aplicación.
La siguiente lista muestra las funcionalidades versátiles del Corte por chorro de agua CNC:
Corte unidimensional
Los cortes unidimensionales con chorro de agua son cortes estacionarios que se realizan en una sola pasada de la pieza de trabajo. Estos cortes, que se utilizan principalmente para recortar, son las maniobras más básicas que se realizan en el corte con chorro de agua y se pueden realizar con o sin un abrasivo añadido al agua.
Bidimensional (X e Y)
El corte bidimensional requiere control y programación CNC. Máquinas CNC Disponen de un servomotor para controlar el posicionamiento y la velocidad de corte. El eje Z controla la altura del cabezal de corte y se adapta a distintos espesores de material. Un depósito colector lleno de agua tiene ranuras para sujetar la pieza de trabajo.
Tridimensional (X, Y y Z)
El corte en tres ejes implica el eje X (de izquierda a derecha), el eje Y (de adelante hacia atrás) y el eje Z (arriba y abajo). La pieza de trabajo siempre está estacionaria mientras el cabezal de corte se mueve a lo largo de los tres planos.
Cuatro dimensiones (X, Y, Z y A)
Mediante el corte de cuatro ejes, la pieza de trabajo se procesa mediante los ejes X, Y y Z, con la incorporación de un movimiento rotatorio. El eje A permite voltear la pieza de trabajo para que el chorro de agua elimine material de ambos lados de la pieza de trabajo o realice orificios en sus costados.
Cinco dimensiones (X, Y, Z, A y B)
Un sistema de chorro de agua de 5 ejes permite mover la pieza de trabajo a lo largo de cinco ejes simultáneamente. La pieza de trabajo se desplaza a lo largo de los ejes bidimensionales X, Y y Z, con diferentes movimientos de rotación alrededor de esos tres ejes, realizando rotaciones de 180 grados. Las máquinas de cinco ejes permiten la fabricación de formas y componentes complejos, pero requieren una gran cantidad de programación CNC.
¿Cuáles son algunas de las aplicaciones de un sistema de corte por chorro de agua CNC?
El sistema de corte por chorro de agua se ha convertido en un proceso de fabricación preciso con tiempos de entrega rápidos, lo que lo convierte en el método de corte preferido para varias industrias, especialmente aquellas que requieren tolerancias estrictas. El corte por chorro de agua ha ido ganando terreno en varias industrias por muchas razones. A continuación, se presentan algunas de ellas.
Industria aeroespacial
Los componentes aeroespaciales suelen ser complejos y requieren precisión y, por su naturaleza, no dejan lugar a errores. Es una de las principales razones por las que el corte por chorro de agua se ha convertido en una parte esencial de la fabricación de piezas y componentes aeroespaciales, como paneles de control y piezas de motores a reacción.
El chorro de agua abrasivo es la opción ideal para cortar acero, latón, Inconel y aluminio utilizados en álabes de turbinas, secciones de alas, componentes de frenos y trenes de aterrizaje.
Auto industria
Los sistemas robóticos son un pilar de la industria automotriz y el corte por chorro de agua se integra bien en los sistemas automatizados. Sin embargo, la industria automotriz aplica ambos métodos de corte por chorro de agua: el corte por chorro de agua puro da forma a las alfombras interiores, el aislamiento y los revestimientos del techo, al tiempo que produce un desperdicio mínimo de material.
El corte por chorro de agua no crea zonas afectadas por el calor (ZAT), no genera humos nocivos ni genera tensión en la pieza de trabajo. En cambio, produce superficies sin rebabas que evitan la necesidad de un acabado secundario.
Medicina
En medicina, la tecnología de corte por chorro de agua reemplaza las herramientas de corte quirúrgicas tradicionales para operaciones específicas. Por ejemplo, el agua en espiral a alta presión tritura y succiona las células del parénquima hepático para tratar tumores. No produce calor que pueda dañar otros órganos, lo que minimiza la posibilidad de sangrado. Al alterar la presión y el caudal, ahora es posible diseccionar tejido humano con menos trauma, sangrado y problemas posoperatorios.
Vidrio
Cortar vidrio es un proceso complicado que requiere herramientas de precisión para evitar perforar o romper el vidrio. Al igual que en la industria médica, cortar vidrio con un chorro de agua permite modificar y ajustar el chorro de agua para evitar dañar el vidrio. El chorro puede cortar cualquier forma, figura, configuración o pieza de trabajo hasta el más mínimo detalle. El chorro de agua a alta presión y de precisión permite cortar agujeros y muescas sin preocuparse por las distorsiones.
Electrónicos
Los fabricantes buscan continuamente formas de reducir los costos y aumentar la eficiencia. El costo es un problema importante en la producción de productos electrónicos, y la eficiencia del corte por chorro de agua lo ha convertido en una parte esencial de la producción de productos electrónicos. Corte por chorro de agua CNC Es excelente para cortar placas de circuitos o pelar cables sin dañarlos.
Fibra de vidrio
El corte por chorro de agua permite moldear y dar forma a la fibra de vidrio sin producir polvo ni residuos excesivos. La rigidez de la fibra de vidrio no suele ser un factor, ya que el proceso de corte por chorro de agua funciona tanto para dar forma como para dar forma.
¿Cómo funciona un chorro de agua?
El proceso de corte por chorro de agua es versátil y se puede realizar de varias maneras. La mayoría de los métodos incluyen un abrasivo agregado al agua para ayudar a cortar las partículas de la pieza de trabajo en una forma que cumpla con especificaciones precisas. Así es como funciona el proceso de chorro de agua:
Determinación del ancho de la ranura
El ancho de la ranura se refiere al material eliminado durante el proceso de chorro de agua CNC, normalmente 0.040 pulgadas de ancho o menos. El tamaño de la ranura es un factor de diseño crítico y debe tenerse en cuenta al determinar las dimensiones del producto final. Las dimensiones de la pieza final sólo serán precisas si se tiene en cuenta el corte desde el principio.
Perforación inicial con chorro de agua
Perforación es otro nombre para el primer corte que realiza la cortadora por chorro de agua e inicia el proceso de corte por chorro de agua, de forma muy parecida a como un corte por inmersión podría iniciar el inicio de un proceso de torno. Los métodos de perforación más comunes incluyen estacionario, lineal, circular y de baja presión, según el material y la menor cantidad de chatarra producida.
Presurizar el agua
El método más utilizado para presurizar el agua es un intensificador lineal. Las bombas intensificadoras lineales utilizan aceite hidráulico presurizado a una presión de 3000 psi. El aceite a baja presión empuja contra un pistón con un área de cara veinte veces mayor que el émbolo de alta presión que empuja contra el agua. Debido a que la bomba de baja presión es veinte veces más grande que la bomba de alta presión, la presión sobre el émbolo más grande se intensifica veinte veces, produciendo una presión de agua de 60,000 psi.
Viajando a través de la tubería
El agua a presión pasa a través de tubos de alta presión hasta el cabezal de corte. El tubo está hecho de termoplástico o acero inoxidable y tiene una resistencia a la tracción, un rendimiento y una superficie interior lisa excepcionales.
Cabezal de corte por chorro de agua
El agua a presión y el granate salen del orificio del cabezal de corte a casi cuatro veces la velocidad del sonido y pueden cortar acero de más de un pie de espesor. A medida que el agua pasa a través del orificio del cabezal de corte, hecho de diamante, rubí o zafiro con un orificio de 010” a 015”, su velocidad aumenta a más de 90,000 psi, afectando directamente el proceso de corte por chorro de agua.
¿Cuáles son las ventajas del corte por chorro de agua CNC?
El corte por chorro de agua ofrece a los fabricantes versatilidad y flexibilidad como ningún otro. La gama de beneficios asociados con el uso del corte por chorro de agua le da a esta tecnología su ventaja sobre otras, como el corte por láser y con sierra.
Sin zonas afectadas por el calor
¿Qué es una zona afectada por el calor? Es una zona de metal que no se ha fundido pero que ha sufrido cambios de propiedades debido a la exposición a temperaturas relativamente altas. Los procesos de corte que generaban mucho calor creaban problemas, como bordes endurecidos y distorsiones en los talleres. Los fabricantes han superado estos problemas utilizando el corte por chorro de agua, un proceso de corte en frío.
Recortes internos precisos
El proceso de corte por chorro de agua crea todo tipo de patrones personalizados, diseños únicos y logotipos. Es posible obtener una precisión de corte de ±0.0005” con una cortadora por chorro de agua, lo que la convierte en la herramienta preferida para cortes internos precisos.
Excelente calidad de borde
Los fabricantes logran bordes lisos y sin rebabas mediante una combinación de la velocidad del agua, la presión, el tamaño de la boquilla y el caudal correctos. En la mayoría de los casos, el corte por chorro de agua elimina la necesidad de un acabado secundario, lo que ahorra mucho tiempo y dinero y mejora la eficiencia a lo largo de la línea de producción.
Sin cambios de herramientas
El corte por chorro de agua le permite trabajar en diferentes materiales sin cambiar de herramienta. Simplemente ajuste la velocidad de avance para el nuevo material y espesor, y comience el siguiente corte.
Reduce los costos en la tienda
El corte por chorro de agua es un proceso de corte en frío. Otros métodos de mecanizado que producen calor pueden crear zonas de calor que a menudo hacen que las piezas se deformen, haciéndolas fuera de tolerancia e incluso inutilizables. Con su proceso de corte en frío, el chorro de agua CNC minimiza o elimina la posibilidad de desechar piezas mecanizadas. Y como las piezas cortadas con chorro de agua requieren poco tratamiento de bordes o acabado secundario, usted ahorra dinero en esas operaciones adicionales.
El material y el espesor no son factores importantes en el corte por chorro de agua
El chorro de agua de corte a alta presión y la solución abrasiva cortarán la mayoría de los materiales. Además, el espesor del material no será tan esencial porque las máquinas de chorro de agua cortarán aluminio, materiales multicapa, compuestos y aceros endurecidos en espesores superiores a una pulgada.
¿Existen desventajas en el corte por chorro de agua CNC?
Aunque los beneficios del corte por chorro de agua CNC son significativos, existen algunas desventajas que debes considerar:
Tiempos de corte más largos
En comparación con los procesos de fabricación tradicionales, como el fresado CNC y el torneado, el corte por chorro de agua CNC es significativamente más lento.
Proceso costoso
Los aficionados, los aficionados al bricolaje y los talleres más pequeños pueden descubrir que la tecnología de chorro de agua CNC está fuera de su alcance.
Dificultad para mantener las dimensiones en materiales más gruesos
El corte por chorro de agua probablemente será menos efectivo en materiales muy gruesos y planteará problemas para mantener la precisión dimensional.
La EDM podría ser una mejor opción
Dependiendo de las tolerancias, el tipo de metal y las formas complejas, la electroerosión podría ser una mejor opción que el corte por chorro de agua.
BLOG DE IGOLDEN
Gracias por visitar el sitio web de iGOLDENCNC. iGOLDENCNC es el proveedor profesional de soluciones de aplicación de maquinaria CNC, dentro del negocio de producción y venta de maquinaria y accesorios CNC.