El corte por chorro de agua es un proceso de Ãndole mecánica, mediante el cual se consigue desbastar cualquier material, haciendo impactar sobre este un chorro de agua a alta velocidad que produce el acabado deseado.
Diagrama de una máquina de corte por chorro de agua. 1. Alta presión de agua - 2. Enfoque - 3. Cámara de mezcla - 4. Tapa - 5. Salpicaduras - 6. Pieza de trabajo - 7. Pieza de red permanente - 8. Agua - 9. Parte de la pieza de trabajo cortada - 10. Boquilla - 11. Arena abrasiva
Es un proceso revolucionario que hoy en dÃa es de máxima utilidad y comienza a ser un recurso habitual a la hora de mecanizar piezas. Resulta una herramienta muy versátil y cuya aplicación es extensible a prácticamente todos los trabajos industriales.
Una vez diseñada la pieza a mecanizar, se referencia, y esta se vincula con el programa particular de la máquina del corte por chorro de agua.
Una vez que este ha sido almacenado en la base de datos, el paso siguiente es dirigirse directamente a la máquina, y mediante el ordenador de la propia máquina se busca el archivo guardado, puede ser posible añadirle determinados datos como sean la dureza o caracterÃsticas del material, a la vez cabe tener en cuenta el tipo de corte que se desea obtener ya que puede variar desde el más bruto, al más definido, ya que los bordes del corte son limpios y sin imperfecciones. Todo esto dependerá de la utilidad que se le quiera dar a la pieza, la importancia que tenga la misma o el precio que este dispuesto a pagar el cliente.
Un cortador abrasivo por chorro de agua acaba una herramienta especial.
Ya seleccionadas todas estas variables se procede al ajuste y fijación del bruto a cortar. Por una parte, hay que tener en cuenta la distribución del material con el fin de optimizar el mismo y, por otra, valorar el material del que se dispone (en existencias), ya sea restos de otros mecanizados o material por utilizar, tratando siempre de aprovechar las existencias con el fin de no acumular restos de unos y otros trabajos, reduciendo de esta manera costes y rentabilizando el material.
Una correcta ubicación de las distintas piezas permitirá, en el caso de máquinas con múltiples cabezales de corte, trabajar en paralelo y agilizar de esta forma el proceso de corte pudiendo trabajar con diferentes encargos de forma simultánea.
A partir de este momento en el que ya hemos ubicado el bruto a cortar adecuadamente se procede al corte de la pieza, en la que la máquina toma el mando de la operación. Existe la posibilidad de tener que interrumpir el proceso con tal de reajustar la pieza, o de comprobar si todo va correcto, pero si no hay ningún problema, desde que la máquina inicia el corte hasta el final, es un proceso continuo que termina con un acabado excelente de la pieza a mecanizar.
CaracterÃsticas del proceso
El dispositivo consiste en un chorro de agua a presión, cuyo diámetro de la boquilla oscila entre 0,1 mm a 0,4 mm de diámetro, por el cual sale una mezcla de agua y abrasivo lanzado a una presión muy elevada, capaz de cortar cualquier tipo de material.
La velocidad de corte es de máxima importancia, y esta dependerá de factores como la presión de la bomba y la capacidad del intensificador, diámetro de la tobera, cantidad y calidad de abrasivo y del espesor de la pieza. En referencia a valores de velocidad encontramos que todo este sistema de aporte de presión permite que el lÃquido salga por el orificio a una velocidad de 1000 metros por segundo.
El motivo de añadirle abrasivo al agua se debe a que un simple chorro de agua no serÃa capaz de desarrollar cortes como los actuales en los materiales más duros, por ello se le aporta este abrasivo, mezcla de arcillas y vidrios, que dota al sistema de un aumento de posibilidades de corte infinito.
Este chorro de agua puede cortar todo tipo de materiales, desde metálicos hasta blandos como un pastel, incluso se utiliza para preparación de superficies como limpiezas de barcos, pintura automovilÃstica o industria aeroespacial.
Es un proceso en el cual la generación de partÃculas contaminantes es mÃnima, no aporta oxidación superficial y la generación de viruta no es un problema en este caso.
Inexistencia de tensiones residuales debido a que el proceso no genera esfuerzos de corte.
No genera contaminación ni gases.
El mecanizado lo puede realizar el mismo ingeniero que ha diseñado la pieza, ya que no requiere de trabajo manual bruto, simplemente programar la máquina, ubicar la pieza y recogerla una vez terminada.
Reutilización de piezas procedentes de otros trabajos, abaratando de esta manera los costes finales.
Si se compara con los sistemas de plasma, oxicorte y láser, al ser estos tres con aporte de calor, y el agua no, el corte por agua permite un trabajo sin afectar a ninguna zona del material sobre el cual trabaja.
Si se compara únicamente con el láser, el chorro por agua permite cortar espesores mucho mayores.
Desventajas:
Profundidad de corte limitada
El corte con chorro de agua en comparación al corte por plasma es más lento.
Requiere de mayor espacio, el plasma ocupa una pequeña fuente y un compresor que puede ser de 100 l (pero con buena potencia), el oxicorte necesita de dos delgados tubos de gas y el compresor, pero el chorro de agua, asà sea una pequeña mesa de 500x500 mm requiere de una gran bomba, una tolva de provision del abrasivo, conexión de agua y de una pileta de agua debajo de la mesa de corte y un enfriador además del depurador y el descalcificador.
PC de taller, centro logÃstico donde se reciben las órdenes del PC de oficina y aquà es donde se ejecuta la orden de trabajo directamente sobre la máquina de corte por agua.
PC de taller
Balsa de agua, lugar donde se realiza el trabajo de mecanizado, generalmente de unas dimensiones aproximadas de cuatro metros de largo por tres metros de ancho.
Balsa de agua
Boquilla por la que sale el chorro de agua.
Boquilla
Detalle de boquilla
Centro de refrigeración, se utiliza para que todo este sistema mecánico utilizado para realizar el mecanizado no sufra de sobrecalentamiento, ya que sin este elemento la máquina se quemarÃa. La bomba que tiene a la izquierda mueve el refrigerante almacenado en los dos depóstios contiguos.
Centro de refrigeración
Depósito de abrasivos, es un depósito exterior desde el cual se añade el abrasivo al agua, ya que sin este no se podrÃa realizar el corte.
Depósito de abrasivos
Descalcificador, utilizado para evitar la obstrucción de las tuberÃas.
Descalcificador
Depuradora de abrasivos, una vez el fluido de corte mecaniza la pieza y se deposita en la balsa, es necesario de una depuradora situada en la base de la balsa que separa el abrasivo del agua, almacenándolo en este gran saco situado al lado de la balsa, para poder ser reutilizado de nuevo y de esta manera reducir los costes.
Depuradora de abrasivos
Materiales a los que se le aplica
Este sistema, sin añadirle abrasivo, permite trabajar sobre:
Otros materiales de espesores de un máximo de 200mm.
Aplicaciones
Como se ha podido comprobar en el apartado anterior, la cantidad de aplicaciones es infinita, pero si se analizan las más destacadas se podrÃan enumerar:
Industria aeroespacial: Mecanizado de chapas de aleaciones de aluminio de alta resistencia y aleaciones de titanio. Suele ser más económico que el fresado por necesitar sistemas de sujeción más sencillos.
Se utiliza para la preparación de superficies, como por ejemplo la limpieza de cascos de barcos y pintura automotriz.
Industria cerámica: Para el corte de materiales cerámicos donde el uso de herramientas de metal sufre un gran desgaste y el empleo de discos de diamante no permiten la obtención de contorneados complicados.
Industria de mecanizado: Se utilizar para el mecanizado de piezas de todo tipo, desde arandelas, a laminas.
Julio Serrano, Fernando Romero, Gracia Bruscas, Carlos Vila. TecnologÃa mecánica: procesos de conformado por arranque de viruta y soldadura de metales. Publicación Universitat Jaume I. 2005.
