Czym jest cięcie wodą i na czym polega?

Cięcie strumieniem wody, zwane popularnie cięciem wodą, to proces obróbki strumieniowo-ściernej. Narzędziem tnącym jest strumień wody połączony ze ścierniwem, pracujący pod dużym ciśnieniem. Sam proces cięcia wykonuje się za pomocą waterjet, czyli specjalistycznej maszyny CNC. Nie da się ukryć, że cięcie wodą jest coraz bardziej popularne dzięki temu, ze gwarantuje wysoce precyzyjną obróbkę praktycznie dowolnego materiału, który jej wymaga. Co ważne, cięcie wodą nie ingeruje w zewnętrzną strukturę materiału i nie wymaga późniejszego wykończenia. Co więcej – nie emituje szkodliwych pyłów i jest ekonomiczne. Proces cięcia strumieniem wody pozwala wykonać dowolną obróbkę do 0.1 milimetra.

Jak przebiega cięcie wodą?

Wspomnieliśmy już, że do cięcia wodą potrzebna jest specjalna maszyna – sterowana automatycznie wycinarka CNC. Urządzenie to zapewnia powtarzalność procesu oraz najwyższą jakość produktów poddawanych obróbce. Wycinarka CNC współpracuje z pompą wysokociśnieniową, a także wyposażona jest w dyszą z głowicą tnącą, która ustawiona jest prostopadle do powierzchni materiału poddawanego obróbce. Warto także wiedzieć, że materiał obrabiany umieszcza się na specjalistycznym stół zanurzonym w wodzie. Takie rozwiązanie minimalizuje hałas.. Ważne jest to, by podstawa pod wycinarkę zapewniała odpowiednią sztywność i odporność na odkształcenia spowodowanych ciężarem materiału oraz – rzecz jasna – ciśnieniem wody. W praktyce więc proces działania waterjet polega na przekazaniu strumieniowi cieczy energii kinetycznej. Strumień wody zasysa ścierniwo i miesza się z nim w specjalnej komorze. Następnie woda wraz z dołączonym i dobrze wymieszanym ścierniwem formuje strugę w przeznaczonej do tego dyszy, a dalej wydostaje się na zewnątrz przez otwór o średnicy od 0,05 do 1,4 mm.

Prędkość, którą uzyskuje woda ze ścierniwem wnosi blisko 340 m/s. Energia kinetyczna strumienia zmienia się w energię potencjalną. Dzięki temu dochodzi do deformacji materiału, a natężenie przepływu waha się od 0,5 do 25 l/min. Prędkość samego cięcia zależy od ciśnienia wody, średnicy dyszy oraz rodzaju ścierniwa. Warto wiedzieć, że woda jest więc nośnikiem siły ściernej. W materiale, który poddawany jest obróbce, powstają mikroszczeliny, a jego struktura rozluźnia się. Efektem właśnie jest oderwanie się cząstek materiału.

Cięcie strumieniem wody (cięcie wodą) umożliwia dokładną obróbkę, uzyskanie różnych krawędzi oraz gładkości tworzywa obrabianego. Co istotne, proces ten umożliwia przecinanie nawet bardzo grubych materiałów.

Cięcie wodą jest w pełni bezpieczne i nie wykorzystuje w swoim działaniu obróbki termicznej.

Jakie ścierniwo dodaje się do wody?

Wspomnieliśmy już, że samo cięcie wodą odbywa się z użyciem ścierniwa. Bardzo rzadko dochodzi do użycia jedynie samodzielnego strumienia wody. W obróbce strumieniowo-ściernej konieczne jest najczęściej wykorzystanie ścierniwa, czyli garnetu. Czym zatem jest garnet?

Garnet to ścierniwo niemetalowe, wyróżniające się bardzo wysoką twardością. Zaliczane jest ono do rodziny krzemianów. Zaletą tego ścierniwa jest atrakcyjna cena oraz bardzo niski stopień pytania, wysoka czystość. Niewątpliwie garnet ma także wiele zastosowań, dzięki czemu jest uniwersalny. Ścierniwo podaje się specjalnym wężem elastycznym. W obróbce strumieniowo-ściernej wydatek ścierniwa waha się od 300 do 500 g/min. W przypadku użycia nowoczesnych maszyn CNC możliwa jest pena regulacja ilości garnetu, który dostarczany jest do głowicy. Ciekawostką także jest fakt, że garnet wykorzystywany jest z powodzeniem również w procesach piaskowania.

Podsumowanie Cięcie strumieniem wody (cięcie wodą), jest popularnym procesem obróbki różnego rodzaju materiałów. Z powodzeniem sięgamy po takie rozwiązania, doceniając wiele zalet takie rozwiązania. Niewątpliwym atutem jest dokładność wykonanego zadania i brak uszkodzeń materiałów – bez względu na ich gęstość czy grubość. Ważne jest także to, że po zakończeniu cięcia wodą, nasz materiał jest finalnie gotowy – nie musi być poddawany dalszej obróbce, a krawędzie po cięciu wodą są w pełni gładkie. Sam proces jest również bezpieczny.