Pros y contras del corte por chorro de agua

¿Tiene sentido el método de chorro de agua abrasivo para el corte de metal de 2 ejes?

El corte por chorro de agua moderno tiene sus raíces en el uso de agua (aunque a una presión comparativamente baja) para cortar materiales blandos como papel y alimentos, que se remonta a la década de 1930. Gracias a la evolución de la tecnología y los equipos de alta presión, el método abrasivo actual es capaz de cortar metales con precisión.

Pero, ¿tiene sentido el corte por chorro de agua para el corte en 2 ejes de piezas metálicas pequeñas? Evaluar las ventajas y desventajas del proceso es fundamental para decidir si el método satisfará sus necesidades.

Algunas ventajas del corte por chorro de agua abrasivo

Un chorro de agua para cortar metal que utiliza agua a alta presión y un abrasivo granular, principalmente polvo de granate. De esta manera, el corte por chorro de agua se usa normalmente para hacer formas complejas en los ejes X/Y de láminas grandes y planas de metal o material compuesto.

La adición del abrasivo en la boquilla aumenta la capacidad de corte de la corriente de agua de alto PSI. También permite que la máquina se use solo con agua para el posicionamiento (o el "rápido") y luego con un abrasivo para cortar la pieza de trabajo.

El corte por chorro de agua abrasivo no genera calor. Eso significa que se puede usar para cortar varios metales, así como plásticos y otros materiales, sin derretirse, distorsionarse ni deformarse. El método es capaz de tolerancias tan cercanas como ± 0,005″ (0,127 mm) si es necesario.

Dependiendo del uso final de las piezas cortadas, el corte de metal por chorro de agua también puede proporcionar diferentes calidades de corte. Estas diferencias se logran variando la velocidad del proceso; se puede usar una velocidad más rápida cuando el objetivo es la separación del material sin tener en cuenta el borde de corte. Sin embargo, cuando las piezas deben tener una tolerancia estrecha y un acabado de borde más suave, se requiere una velocidad de corte más lenta. Por lo tanto, la calidad del borde tiene un impacto en el costo del trabajo, ya que se tarda más en producir un borde de mejor calidad.

Algunos inconvenientes del corte por chorro de agua

Al igual que con un rayo láser, la corriente de corte por chorro de agua es más efectiva cuando está más concentrada. Pero al cortar la tubería, los huecos pueden hacer que el chorro se difunda, perdiendo rápidamente su precisión y capacidad de corte.

De manera similar, los materiales trenzados o fibrosos actuarán como panales y también pueden “retorcerse” en la corriente, dando como resultado un corte deficiente. Además, al cortar material fibroso, parte del chorro de agua “se desliza” alrededor del material que se va a cortar en lugar de atravesarlo y hacer un corte limpio. Esto puede causar un corte final defectuoso que a menudo se llama punta.

Para garantizar un corte óptimo con corte por chorro de agua, la altura de separación correcta (la distancia entre la salida de la boquilla de chorro de agua y la pieza de trabajo) es de 1 mm (0,0394") a 1,5 mm (0,0591"). Esto no es práctico con partes 3D que simplemente no permiten tal proximidad.

Una consecuencia más común es que para las dimensiones de precisión, el corte del chorro de agua siempre tiene una forma cónica. Ese cono puede causar estragos en las tolerancias de precisión, con efectos cónicos y de barril. Mientras que una máquina de corte por chorro de agua moderna compensa esos efectos "inclinando" la boquilla, la superficie de corte puede mostrar un patrón de flexión que provoca una pendiente en el corte.

Problemas de polvo abrasivo

El corte de metal con chorro de agua abrasivo requiere que el metal que se corta sea más suave que el polvo abrasivo que se alimenta a la boquilla como parte de la corriente de chorro de agua. Entonces, por ejemplo, si bien es posible cortar tungsteno con mecanizado por chorro de agua utilizando polvo de granate, es un gran desafío porque el tungsteno y el granate tienen una dureza muy similar en la escala de Mohs.

Con el granate abrasivo de chorro de agua disparando a una velocidad de 60,000 PSI o más, el polvo de granate puede ásperar o mate el acabado de cualquier material expuesto circundante. Esta turbidez puede ser estrictamente cosmética, o puede ser funcional si afecta el acabado de la superficie y el valor Ra del material.

La configuración promedio de corte por chorro de agua puede producir 2 libras de granate abrasivo desperdiciado por cada minuto de corte. Por supuesto, la cantidad de desperdicio depende del grosor del corte, el material y otros factores. Pero como regla general, algo que toma 15 minutos para cortar produce 30 libras de escombros de granate abrasivo, mezclados con mucha agua. Esto se convierte en un problema importante de eliminación.

Además, solo alrededor del 5% del polvo de granate que se usa realmente realiza la acción de corte; el resto es solo una parte de la trayectoria de la corriente de chorro de agua. Los estudios han encontrado que después de la eyección, parte del granate se fractura. Eso hace que sea problemático reciclar el polvo de granate para su reutilización; aunque no desafilado, el material fracturado no brindará la acción de corte adecuada.

¿A chorro de agua o no a chorro de agua?

Al igual que con otros métodos de corte de metal de precisión, el corte por chorro de agua abrasivo tiene ventajas y desventajas, problemas que deben equilibrarse con los beneficios. Sin embargo, otros métodos pueden ser una mejor opción para aplicaciones como el corte en 2 ejes de pequeños tubos, varillas y alambres de precisión.

Tomar la decisión requiere una comprensión profunda de su aplicación única y sus parámetros específicos, así como una comprensión de las otras opciones.

¿Cómo se compara el corte por chorro de agua con otros métodos de corte de metales de precisión? Sigue leyendo para averiguarlo.