5 powodów, dla których warto wybrać cięcie wodą

Adobe stock
Reklama
Reklama

Technologia cięcia wodą (zwana również obróbką wodno-ścierną, a często określana po prostu jako waterjet) jest bardzo popularną metodą przemysłowego przecinania różnych materiałów. Popularność zawdzięcza licznym zaletom, w tym przede wszystkim olbrzymiej uniwersalności.

W procesie cięcia wodą wykorzystuje się strumień wodny o dużym ciśnieniem, który z olbrzymią prędkością uderza w obrabiany element. I choć samo cięcie odbywa się na zimno, to siła uderzeniowa jest na tyle duża, że dochodzi do erozji i ścinania materiału.

Reklama

Technologia ta pozwala nie tylko na przecięcie przedmiotu, ale również na żłobienie, przebijanie czy obróbkę wykończeniową. Struga wodna wystarcza, aby uporać się z przecięciem miękkich, niemetalicznych materiałów. W przypadku metali, ich stopów i innych twardych lub grubych materiałów do strumienia wody dodawane są ziarna ścierniwa (garnetu). Wówczas to ścierniwo odpowiada za cięcie materiału, natomiast woda staje się tylko nośnikiem.

Technologia cięcia przy użyciu strumienia wody cieszy się od ostatnich trzech, czterech dekad niesłabnącą popularnością. Okazuje się bowiem, że ma wiele zalet, dzięki którym w wielu sytuacjach jest korzystniejsza niż cięcie plazmą lub laserem.

Zaleta 1. Możliwość cięcia praktycznie każdego materiału

Wspomniana wyżej uniwersalność tej technologii cięcia sprowadza się w pierwszej kolejności do możliwości obróbki praktycznie każdego materiału. Już sam strumień wodny wystarczy, aby przeciąć wiele różnego rodzaju miękkich materiałów. Prawdziwą wszechstronność technika ta pokazuje jednak dopiero po połączeniu strumienia wody ze ścierniwem.

Technologię waterjet można stosować do cięcia takich materiałów, jak pianki, gąbki, skóra, guma, tworzywa sztuczne, drewno, metale miękkie (m.in. aluminium, miedź, mosiądz, stal węglowa), ceramika, kamień (marmur, granit), płyty betonowe, szkło i najtwardsze materiały (np. stale hartowane, węgliki spiekane, tytan, kevlar czy nawet diament). Warto jednak mieć świadomość, że cięcie ultratwardych materiałów wymaga bardzo wolnego posuwu, a to przekłada się na wzrost kosztów takiego procesu.

Cięcie wodą poradzi sobie także z różnego rodzaju kompozytami. Choć w tym przypadku należy pamiętać, że cięcie powinniśmy zaczynać od warstwy twardszej. W przeciwnym razie strumień wody przejdzie przez warstwę miękką, a następnie może się częściowo odbić od twardej, uszkadzając obrabiane elementy.

Choć jest ich niewiele, to jednak znajdziemy i takie materiały, do których cięcia waterjet nie będzie najlepszym wyborem. A wręcz będzie to zły wybór. Cięcie wodą nie nadaje się np. do cięcia szkła hartowanego (nawet przy wolnym cięciu szkło pęknie niemal od razu). Problematyczne może być także cięcie takich materiałów, które pod wpływem kontaktu z wodą mogą namoknąć, spęcznieć, a wręcz ulec zniszczeniu. Przykładem mogą być niektóre materiały drewniane lub drewnopochodne, które bardzo szybko chłoną wodę. Waterjet nie jest też wskazany do cięcia materiałów klejonych (jeśli nie został użyty klej wodoodporny).

Zaleta 2. Niestraszne grube materiały

Ciąć wodą można materiały o różnej grubości. Zwłaszcza w przypadku detali o grubości powyżej 100 mm technologia ta ma przewagę nad cięciem plazmą lub laserem. Waterjet jest w stanie przeciąć elementy o grubości do 300 mm – trzeba jednak mieć świadomość, że proces cięcia jest wtedy znacznie wolniejszy.

Reklama

Nie oznacza to, że ta technologia nie nadaje się do cięcia bardzo cienkich lub kruchych materiałów. Przydatna wówczas może się okazać np. funkcja przebijania niskociśnieniowego. Dzięki niej podczas cięcia naprężenia są minimalne i maleje ryzyko ukruszenia lub pęknięcia materiału.

Zaleta 3. Wysoka jakość krawędzi po cięciu

Cięcie wodą jest metodą obróbki na zimno, więc w jej trakcie materiał się nie nagrzewa. W efekcie po wykonanym cięciu nie dochodzi do zmiany właściwości materiału ani do odkształceń (nie ma tzw. zadziorów po cięciu albo są one nieznaczne). Wysoka jakość ciętych powierzchni eliminuje więc potrzebę późniejszej obróbki wykończeniowej lub jest ona potrzebna w niewielkim stopniu.

Na jakość krawędzi po wykonanym cięciu wpływa m.in. odległość głowicy waterjeta od powierzchni materiałów. Im jest większa, tym strumień wody traci swoją spójność, co może się przełożyć na mniejszą precyzję i jakość cięcia. Aby temu zapobiec, zaleca się zmniejszenie prędkości cięcia, jednak wydłuża to cały proces.

Cięcie wodą nie jest najlepszym rozwiązaniem w przypadku materiałów o nieregularnym kształcie i podczas cięcia przerywanego (np. rur). Strumień wody po przejściu przez pierwszą warstwę trafia w powietrze i traci swoją zwartość. Efektem może być niższa jakość cięcia kolejnych warstw.

Rozwiązaniem tego problemu stają się waterjety wyposażone w głowice 5D. Zdecydowanie bowiem lepiej radzą sobie z nieregularnymi kształtami ciętych przedmiotów.

Zaleta 4. Możliwość wycięcia dowolnych kształtów

Kolejną zaletą technologii waterjet jest możliwość wycinania dowolnych, nawet dość skomplikowanych kształtów. W tej kwestii praktycznie nie ma żadnych ograniczeń. I to bez względu na materiał poddawany obróbce, jego grubość oraz potrzebę uzyskania gładkiej krawędzi cięcia. Decyduje o tym wysoka precyzja procesu cięcia i wspomniany już brak odkształceń.

Zaleta 5. Technologia przyjazna środowisku

Obróbka wodno-ścierna należy również do technologii przyjaznych środowisku. Zdecydowanie bardziej przyjaznych niż np. cięcie laserem czy plazmą. Podczas procesu cięcia nie występują żadne pyły, gazy ani inne trujące opary. Niewielkie są także ubytki materiału. W przypadku maszyn do cięcia wodą, które są wyposażone w funkcję zamkniętego obiegu wody, także jej zużycie jest minimalne. Natomiast systemy odsysania ścierniwa pozwalają na zebranie zużytego materiału, oddzielenie go od wody i właściwą utylizację.

Na popularność technologii cięcia wodą wpływają jej liczne zalety, w tym koszty i wydajność. W tym przypadku bowiem największym kosztem jest zakup maszyny do cięcia. Późniejsze koszty sprowadzają się do zużycia wody i ścierniwa.

Co ważne, obsługa waterjeta jest prostsza niż wycinarki laserowej. Zakup lasera zdecydowanie bardziej korzystny się może okazać w przypadku np. blach o niewielkiej grubości, kiedy bardziej liczy się szybkość niż jakość cięcia. Im jednak bardziej różnorodne są materiały, które podlegają obróbce w przedsiębiorstwie, i im większa jest ich grubość, tym przewaga lasera jest coraz mniejsza.

Jakie cechy maszyn do cięcia wodą są najistotniejsze z punktu widzenia odbiorców?

Maciej Łukaszewicz, CNC-ProjektObróbka plastyczna blach, profili i rur oraz cięcie różnych materiałów płaskich dopasowuje się do potrzeb klienta w wymiarze merytorycznym i ekonomicznym. Nie inaczej jest z maszynami do cięcia wodą. W ofercie mamy wiodąca markę w tej technologii – Waterjet Corporation, której zaletą jest szeroka oferta wycinarek wodnych. Nasi klienci poszukują u nas maszyn produkcji europejskiej, więc maszyny „made in Italy” spełniają ten warunek.
Kolejnymi cechami istotnymi dla klientów są ekonomia pracy maszyn, efektywność oraz ochrona środowiska naturalnego. Warto tu wspomnieć o innowacyjnej technologii pomp ciśnienia, która stanowi serce systemu. Mamy do dyspozycji w pełni elektryczne pompy z serwowzmacniaczem HYPERDRIVE 26 kW – 4200 bar, bez oleju hydraulicznego (klasyczne pompy wzmacniaczowe mają w obiegu do 130 l oleju), oraz pompy hybrydowe HYPERDRIVE 29 kW – 6200 bar, które wykorzystują tylko 20 l oleju w układzie. Pozwala to zaoszczędzić nawet 45% energii elektrycznej dla pomp 6200 bar w porównaniu do pomp z silnikiem asynchronicznym.
Następnymi cechami są łatwość obsługi i niskie koszty wymiany elementów eksploatacyjnych. Nasze pompy wykorzystują te same podzespoły co ich konkurenci, dzięki czemu klient korzysta z sieci dystrybucji części oryginalnych i zamienników. Cechą nader ważną jest też niższy hałas. Jest to o tyle istotne, że człowiek powinien być stawiany na pierwszym miejscu wśród zasobów przedsiębiorstwa.

Maciej Łukaszewicz, specjalista d/s kluczowych klientów, CNC-Projekt

 

Artykuł ukazał się w czasopiśmie
Reklama

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama