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Mejorar la precisión y el rendimiento de su máquina de corte por chorro de agua

En el corte por chorro de agua, la precisión es una de las características más importantes de las piezas producidas, pero ¿qué causa la precisión o, lo que es más importante, la pérdida de precisión en un chorro de agua? ¿Qué puede hacer para mejorar la precisión y, de hecho, el rendimiento general también? En un artículo anterior titulado Todo lo que necesita saber sobre la precisión del chorro de agua para el corte de precisión analizamos las características de precisión. En este artículo, veremos qué sistemas y componentes se relacionan directamente con la precisión lograda y cómo mantener estos sistemas críticos para la precisión del corte por chorro de agua.

Con unos pocos viajes simples, puede mantener su mecanizado funcionando de manera precisa y eficiente, proporcionando un mejor valor por su dinero y más ganancias para su bolsillo.

Componentes de la máquina de chorro de agua

Antes de que podamos profundizar demasiado en este tema, es importante comprender los componentes principales de la máquina de corte por chorro de agua.

Bomba de chorro de agua

La bomba se utiliza para aumentar la presión del agua entrante de 4-50 PSI proveniente de un grifo de pared normal a 40, 50 o incluso más de 90 000 PSI. Hay dos estilos principales de bombas disponibles para el corte por chorro de agua, Direct Drive y el estilo intensificador. Estos dos diseños tienen el mismo propósito de aumentar la presión del agua. Al trabajar con émbolos, sellos y válvulas de alta presión, estas bombas deben recibir mantenimiento para funcionar correctamente y evitar fallas anormales.

Cabeza de corte por chorro de agua

Otro componente crítico de la máquina de corte por chorro de agua es el cabezal de corte, ya que es aquí donde el agua a alta presión se entrega, se dosifica y se mezcla con el material granate abrasivo antes de dispensarse a través de la boquilla. El cabezal de corte contiene el importante orificio enjoyado que debe tener un tamaño específico para la potencia de la bomba y la presión a la que opera la máquina. El cabezal de corte también sostiene el tubo de enfoque o boquilla que dirige el chorro de mezcla abrasiva hacia la pieza.

Máquina CNC

Por supuesto, cualquier sistema de corte por chorro de agua no está completo sin la máquina herramienta CNC para impulsar el cabezal de corte con precisión y suavidad sobre las piezas de trabajo. Este sistema de movimiento debe ser preciso y poder posicionarse y repetirse con un pequeño margen de error (+/- 0,015" sobre una superficie de 6' X 12' en la mayoría de los casos). La precisión de su pieza depende principalmente de la precisión con la que su máquina herramienta posiciona el cabezal de corte.

Mejora de la apariencia de corte por chorro de agua

Con una comprensión de los componentes básicos de la máquina de corte por chorro de agua, ahora debemos analizar algunas variables del corte por chorro de agua que también afectan la precisión y el rendimiento.

Determinación del tipo de corte y configuración del cabezal de corte

Afortunadamente, en el corte por chorro de agua no se necesitan demasiados cambios en el cabezal de corte para cortar una amplia variedad de piezas y espesores (aparte del corte directo con agua). Sin embargo, asegurarse de tener un orificio y un tubo de enfoque del tamaño correcto eliminará muchos problemas de calidad de corte.

Velocidad de corte frente a calidad de corte

Las máquinas de chorro de agua utilizaron la velocidad para determinar la calidad del corte. Como el proceso de chorro de agua abrasivo en sí mismo es una operación de esmerilado, cuanto más lenta sea la velocidad de corte, más material se esmerilará y, por lo tanto, más suave será el borde cortado. Sin embargo, la velocidad debe usarse no solo para suavizar el borde de la pieza cuando sea necesario, sino también para aumentar la eficiencia y la velocidad de corte cuando la calidad del borde no es tan importante. Por ejemplo, si estuviera cortando con chorro de agua varios orificios que fueran de alta tolerancia (de solo unos pocos miles de pulgadas de tamaño permitido), los cortaría en una configuración de alta calidad, lo que a su vez ralentizaría el movimiento del chorro de agua. Por el contrario, si estaba cortando un borde que luego se une a través de una soldadura, entonces la calidad del borde probablemente sea irrelevante y se puede usar la velocidad de corte máxima.

Saber cómo la velocidad de corte afecta la calidad de la pieza es una parte muy importante de la operación eficiente del chorro de agua. Saber cuándo aplicar diferentes velocidades de corte para mantener el máximo rendimiento y precisión es el conocimiento adquirido y aplicado por el propietario del chorro de agua.

Cómo afecta la presión de la bomba a la velocidad de corte

La presión de la bomba es un aspecto importante para cualquier máquina de chorro de agua, ya que, en teoría, cuanto mayor sea la presión, más rápido será el corte. Sin embargo, no significa que "cuanto mayor sea la presión, más eficiente será el corte". La presión del chorro de agua puede aumentar la velocidad de corte, pero lo hace a un costo (lo detallamos en ¿Cuál es la presión óptima de corte por chorro de agua?) A medida que aumenta la presión, ocurren dos efectos principales. El primer volumen de corte de agua disminuye, lo que ayuda a que el abrasivo fluya a través del material. En segundo lugar, aumenta la avería de los consumibles, lo que genera más tiempo de inactividad y gastos de reparación.

Mantenimiento de la bomba

El mantenimiento de la bomba de chorro de agua es importante para mantener su máquina funcionando al máximo rendimiento mientras mantiene la precisión. Como Presión+Volumen+Abrasivo+Velocidad de movimiento =Calidad de corte deseada, un cambio en cualquiera de estos aspectos puede afectar drásticamente el resultado. En los sistemas de bomba de accionamiento directo, la presión se controla mediante las RPM del motor eléctrico. A medida que aumentan las RPM, aumenta la presión, pero también lo hace el desgaste de los componentes críticos internos de la bomba. Como tal, la mayoría de los sistemas de bombas de transmisión directa están equipados con un manómetro de alta presión visible desde la posición del operador. Mantener la presión correcta aumentando o disminuyendo las RPM de los motores de la bomba es fundamental para una pieza de calidad.

En los sistemas de bomba intensificadora, la presión producida es constante y no se ve afectada por las RPM del motor, por lo que la calidad del corte es más fácil de mantener. Sin embargo, conocer la presión de salida Y el volumen de agua producido a esa presión es fundamental para que el operador se asegure de tener la combinación correcta de orificio/boquilla/abrasivo.

Presión de alta velocidad, vida útil de la bomba y precisión de corte

En casos de Ultra Alta Presión (87KPSI y más) hay una notable disminución en la vida útil de la bomba y los consumibles. Si bien el resultado inmediato son velocidades de corte más rápidas, el resultado final es que la bomba debe mantenerse a 2 o 3 veces más que las bombas que funcionan en el rango de 50 a 60 KPSI mientras produce velocidades de corte entre un 30 y un 50 % más rápidas. La precisión del corte también se ve afectada por la presión de la bomba, a medida que la presión disminuye, el operador debe calcular la misma cantidad de reducción de velocidad para garantizar que la calidad de la pieza no se vea afectada.

Configuración del cabezal de corte

Tener la configuración correcta en su cabezal de corte puede afectar en gran medida la precisión y el rendimiento.

Configuración variable del cabezal de corte para diferentes materiales

Si bien no hay demasiadas variaciones para la configuración del cabezal de corte (el cabezal de corte se adapta a la potencia, el volumen y la presión de la salida de las bombas), hay una importante cuando se corta con agua pura (espumas, alfombras, cartón, caucho, etc.) . Retirar el cabezal de corte abrasivo y montar una configuración de solo orificio puede mejorar en gran medida la calidad y la eficiencia de estos materiales más blandos. El tamaño del orificio se reducirá considerablemente (generalmente en un 50 %) y, como tal, la bomba solo necesitará producir al 50 % por igual, lo que hará que el proceso de corte sea más eficiente.

¿Debo usar uno o varios cabezales de corte?

El uso de varios cabezales de corte en un sistema de corte por chorro de agua depende de varios factores, pero en sí mismo puede aumentar la eficiencia sin pérdida de calidad en un 40 % o más.

Los factores a considerar son:

Saber la respuesta a estas preguntas puede ayudarlo a comprender si agregar 1 o más cabezales de corte a su máquina beneficiará su rendimiento.

El orificio y la boquilla

El orificio y la boquilla son la última pinta de los sistemas de agua/abrasivos que se unen para producir un chorro de agua preciso y de calidad. Son de vital importancia para garantizar tanto la precisión como el rendimiento de su chorro de agua.

La calidad del orificio afecta la calidad del corte

El orificio es la joya endurecida del tamaño exacto para la bomba que está utilizando. Con el tiempo, la superficie de la joya puede desgastarse o dañarse debido a las partículas. Un orificio dañado o desgastado permite que fluya demasiada agua y mueve el chorro fuera del centro, lo que desgasta la boquilla de abajo. Además, asegurarse de tener el orificio del tamaño correcto es fundamental para mantener la eficiencia, ya que usar un orificio demasiado pequeño significa que está limitando la velocidad de salida de su máquina. Si utiliza un orificio demasiado grande, su bomba no podrá mantener la presión y la calidad de corte se verá afectada porque la bomba se apagará debido a un exceso de carrera al intentar alcanzar la presión.

Los orificios normalmente duran aproximadamente 40 horas para los modelos de rubí/zafiro y de 500 a 100 horas para las joyas de diamantes.

Cuándo reemplazar las boquillas

La boquilla se encuentra directamente debajo del orificio y también se denomina tubo de "enfoque" o tubo de "mezcla", ya que a través de esta parte, el chorro de abrasivo y de alta presión se mezclan y enfocan hacia su material. Las boquillas se pueden dañar fácilmente y son muy frágiles ya que están endurecidas contra el desgaste del abrasivo. En condiciones normales, estas boquillas se desgastan de manera bastante uniforme con el tiempo y el orificio crece aproximadamente 0,001” de diámetro cada 10 horas de uso. A medida que crece el diámetro de la boquilla, también lo hace la corriente de chorro, lo que hace que se elimine más material del necesario de la pieza. Idealmente, las boquillas deben reemplazarse después de 100 horas de uso Y rotarse cada 10 horas para garantizar un desgaste uniforme.

Minimización del consumo de abrasivo

Uno de los aspectos importantes de la eficiencia del corte por chorro de agua es minimizar la cantidad de abrasivo que se introduce en el cabezal de corte. Dado que el abrasivo representa aproximadamente el 70 % del costo operativo de los chorros de agua, es importante usar la menor cantidad posible mientras se mantiene la calidad y el corte rápido. Use demasiado abrasivo y lo desperdiciará innecesariamente, desgastará excesivamente la cámara de mezcla de abrasivo y la boquilla en el cabezal de corte y llenará el tanque de los chorros de agua más rápido, lo que requerirá más tiempo de inactividad para la limpieza. Use muy poco abrasivo y es probable que no esté cortando todo el material o dejando un borde de mala calidad.

El abrasivo se dosifica en cada máquina a través de un sistema diseñado y elegido por el fabricante de la máquina para proporcionar un flujo preciso de abrasivo. Con el tiempo, estos dispositivos dosificadores de abrasivo se desgastan y comienzan a aumentar, oa verter demasiado abrasivo en la cámara de mezcla del cabezal de corte. Conocer los elementos de desgaste de su sistema de suministro de abrasivo (pueden ser ruedas u orificios de tamaño) es importante para mantenerlos en buen estado. También es importante verificar la salida de su sistema de suministro de abrasivo midiéndolo físicamente con una copa y una escala para un ajuste y rendimiento adecuados.

Eliminar movimiento de piezas

Otro aspecto importante del corte por chorro de agua preciso es la eliminación del movimiento de las piezas. Las piezas más pequeñas pueden flotar fácilmente con salpicaduras de agua. El cabezal de corte puede mover piezas más grandes después de que una pieza se incline. Considere sujetar sus piezas de trabajo a la mesa o dentro de un accesorio y colocar pestañas en las piezas más pequeñas/caídas cuando sea necesario para eliminar el movimiento de las piezas.

La utilización de algunos pasos simples puede ayudarlo a lograr una mejor precisión de la pieza y aumentar su rendimiento en su sistema de corte por chorro de agua. En Southern Fabricating Machinery Sales, conocemos los chorros de agua y el corte por chorro de agua y podemos ayudarlo a seleccionar la máquina adecuada para sus necesidades y presupuesto. Visítenos en la web en WWW.SOUTHERNFABSALES.COM o mejor aún, llámenos para obtener ayuda inmediata al 813-444-4555


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