Cięcie strumieniem wody polega na przepuszczaniu wody pod wysokim ciśnieniem przez dyszę o małej średnicy w celu wytworzenia strumienia wody. Strumień porusza się z bardzo dużą prędkością i energią kinetyczną wystarczającą do cięcia szerokiej gamy materiałów. Jeśli zostanie dodany piasek, pojawia się efekt ścierania, który umożliwia cięcie strumieniem wody twardych materiałów, takich jak metal i kamień.
Co to jest strumień wody?
Proces cięcia strumieniem wody działa na tej samej zasadzie co erozja wodna, którą można zaobserwować w przyrodzie – tylko mocno przyspieszona i skoncentrowana. Woda uderzając w powierzchnię materiału jest w stanie oderwać z niego cząsteczki, a następnie je wypłukać. Efekt ten potęgują dodatki zawarte w wodzie, niezależnie od tego, czy jest to wcześniej poluzowany materiał, czy ziarno ścierne.
„Narzędzie” tnące to wysokoenergetyczna wiązka wody, cienki strumień wody pod wysokim ciśnieniem (do 400 MPa) i z dużą prędkością (do czterokrotnej prędkości dźwięku). Technologia ta nazywana jest również hydro- cięcie erozyjne; w przypadku użycia materiału ściernego nazywa się to cięciem hydro-ściernym. Mieszanka wody i ścierniw ułatwiająca proces skrawania stosowana jest w obróbce materiałów twardych i wytrzymałych. Można stosować różne rodzaje materiałów ściernych: niektóre rodzaje piasku, naturalny granat, korund, oliwin; stal w postaci granulatu lub grysu, kulki szklane i ceramiczne oraz materiały ścierne z tworzyw sztucznych lub tlenku glinu.
Za pomocą strumienia wody
Cięcie strumieniem wody jest często stosowane w produkcji maszyn i innych urządzeń. Znalazła swoje miejsce w wielu dziedzinach, od przemysłu wydobywczego po produkcję samolotów. Ponieważ strumień wody można łatwo regulować, można go używać do cięcia różnego rodzaju materiałów, od paluszków rybnych po tytan w szerokim zakresie grubości. Niewiele jest materiałów, których nie można ciąć strumieniem wody, a jednym z nich jest zabezpieczenie szkło hartowane, które rozprasza się podczas cięcia niezależnie od zastosowanej technologii.
Maszyny do cięcia strumieniem wody
W maszynach do cięcia strumieniem wody wykorzystywana jest woda z lokalnej dystrybucji; dobrze jest traktować go, aby zwiększyć wydajność cięcia i żywotność sprzętu tnącego. Do tego celu służy zespół filtrujący maszyny, który oprócz filtracji może zapewnić również zmiękczanie, dejonizację wody czy odwróconą osmozę. „Sercem” systemu jest wysokociśnieniowa pompa ze wzmacniaczem, która generuje robocze ciśnienie wody. Zawiera zbiornik ciśnieniowy, który służy do wyrównywania ciśnienia, umożliwiając ciągłe dostarczanie wody pod ciśnieniem. Na końcu znajduje się część tnąca systemu. Obejmuje to pojemnik z materiałem ściernym, który jest mieszany z wodą pod wysokim ciśnieniem w komorze mieszania w głowicy tnącej. Dalej jest głowica tnąca z dyszą o średnicy w dziesiątych częściach milimetra. Z dyszy mieszanka wody i ścierniwa przepływa z dużą prędkością, uderzając w materiał i tnąc go. Po cięciu z reguły nie ma konieczności późniejszej obróbki krawędzi cięcia.
Zalety cięcia strumieniem wody
Najważniejszą zaletą cięcia strumieniem wody jest to, że nie tworzy w materiale strefy wpływu ciepła, a więc nie wpływa na jego wewnętrzną strukturę i związane z nią właściwości. Ze względu na cięcie na zimno metoda ta może być stosowana do cięcia materiałów wrażliwych na ciepło, takich jak drewno, tworzywa termoplastyczne, laminaty i tym podobne. Umożliwia również cięcie materiałów wielowarstwowych. Minimalne przyłożenie siły do ciętego materiału nie powoduje mikropęknięć. Technologia ta jest przyjazna dla środowiska, nie powstają szkodliwe opary. Umożliwia również efektywne wykorzystanie materiału, ponieważ szerokość szczeliny wynosi od 0,1 do 1,5 mm, a pomiędzy poszczególnymi wyciętymi częściami pozostaje tylko kilka milimetrów materiału.
