Corte por Chorro de Agua: Una Historia Comprobada de Innovación y Precisión

La tecnología de corte por chorro de agua es uno de los métodos más comunes cuyas aplicaciones encontrará en muchas estructuras diferentes, desde encimeras de mármol de alta calidad hasta herramientas y procesos industriales.

Si observa el equipo que hace posible el corte por chorro de agua, parece muy sofisticado y de alta gama. Sin embargo, la historia detrás del proceso es más antigua de lo que podría pensar.

Aquí tiene una visión más profunda de los orígenes de la tecnología de corte por chorro de agua y su evolución desde entonces:

¿Quién Inventó el Corte por Chorro de Agua?

Fue Norman Franz quien obtuvo la primera patente para una máquina de corte por chorro de agua. Era profesor en la Universidad de Columbia Británica. Su proceso usaba agua a una presión de 10,000 psi.

La historia del corte por chorro de agua tiene sus raíces en la mitad del siglo XIX, con la aplicación más temprana siendo la eliminación de depósitos de arcilla y grava. El uso de chorros de agua para minería se denomina minería por erosión hidráulica.

Hay casos donde el corte por chorro de agua se usó incluso en la década de 1850 en Rusia y Nueva Zelanda, para excavar minas de carbón.

Formas modificadas también se usaron para la minería de oro, para limpiar vetas de oro de impurezas de tierra y piedra. La presión de agua para estas aplicaciones era solo unos 800 psi. De hecho, la fiebre del oro americana dio un gran impulso al uso de la tecnología de chorro de agua para minería.

Ingenieros americanos y rusos optimizaron el proceso para limpiar fundiciones también, en la década de 1930. Sin embargo, la presión del agua para estas aplicaciones aún no era tan alta, apenas unos 1500 psi.

¿Cuándo se Inventaron los Chorros de Agua?

Existen diferentes tipos de cortadoras por chorro de agua. Estas máquinas fueron pioneras en diferentes momentos de la historia. Aquí tiene una línea de tiempo para la invención de diferentes cortadoras:

¿Cuándo se Desarrolló el Corte por Chorro de Agua Puro?

La historia del chorro de agua existe desde la década de 1850 para minería. Sin embargo, la aplicación práctica del corte por chorro de agua ocurrió en la década de 1930 por empresas de papel para cortar resmas gruesas.

La primera aplicación registrada fue en 1933, cuando una empresa de papel en Wisconsin usó el proceso para cortar resmas de papel en movimiento horizontal.

¿Cuándo se Desarrolló el Mecanizado por Chorro de Agua Abrasivo?

La tecnología de chorro de agua abrasivo fue desarrollada principalmente por un ingeniero egipcio-estadounidense llamado Mohamed Hashish. Estas cortadoras abrasivas fueron comercialmente viables y encontraron aplicaciones rápidamente.

Aunque el corte por chorro de agua abrasivo existía antes de Hashish, su aplicación se limitaba al chorro húmedo (wet blasting). Con el desarrollo de Hashish, fue posible extender estas aplicaciones para cortes de precisión.

¿Cuándo se Desarrolló el Mecanizado por Chorro Líquido?

John Parsons improvisó y desarrolló métodos de mecanizado por chorro líquido en la década de 1950. Estas máquinas lograban mecanizado usando una presión de 6900 bar. Se aplicaron para corte de equipos aeroespaciales y plásticos.

¿Cuándo se Introdujo la Primera Cortadora por Chorro de Agua Comercial?

Las cortadoras por chorro de agua estuvieron disponibles comercialmente en la década de 1970, introducidas por Bendix Corporation.

Línea de Tiempo de Desarrollos en Corte por Chorro de Agua

Aquí tiene un breve historial del desarrollo de la tecnología:

1930-1940

• Sistemas de corte por chorro de agua a baja presión se aplicaron para corte y procesamiento en empresas de papel. La tecnología para usar chorro de agua para cortar papel fue desarrollada por Leslie Tirrell y Elmo Smith.
• Mientras que la tecnología minera anterior usaba chorros muy anchos, las nuevas cortadoras de los años 30 vieron el desarrollo de haces estrechos de chorro de agua.
• El mayor problema en ese momento fue encontrar una bomba de alta presión fiable que pudiera crear presiones suficientes.

1940-1950

• La presión en las cortadoras aumentó y el método se aplicó al sector automotriz y aviación.

1950-1960

• En 1956, Carl Johnson, trabajando para Durox International en Luxemburgo, innovó la tecnología para aplicarla al corte de formas de plástico blando.
• En 1958, un ingeniero de aviación desarrolló cortadoras que podían proporcionar 100,000 PSI (6900 bar). Se aplicaron para cortar materiales aeroespaciales y plásticos. Esta tecnología usaba chorros líquidos hipersónicos que podían perforar aleaciones, incluido acero inoxidable.
• Aunque el agua a alta presión era efectiva para cortar materiales duros, también implicaba el problema de deslaminado de materiales. Por tanto, se requerían más modificaciones.
• Norman Franz prueba las primeras corridas de una máquina de chorro de agua abrasivo. En sus experimentos, el chorro abrasivo se usó para cortar madera.

1960-1970

• El corte por chorro de agua empezó a aplicarse para cortar piedra, metal y polietileno. La presión de estas cortadoras era menor (unos 4000 bar).
• En 1962, un ingeniero de Union Carbide llamado Philip Rice experimentó con cortadoras de chorro de agua pulsante que trabajaban a unos 50,000 psi.

1970-1980

• Bendix Corporation lanzó un sistema comercial de corte por chorro de agua disponible en el mercado. El gran éxito fue las boquillas de cristal de corindón desarrolladas por Bendix, que podían soportar presiones muy altas.
• Mohamed Hashish crea un concepto de boquilla abrasiva duradera que soporta el proceso de corte abrasivo. Revolucionó la industria y hizo el corte abrasivo disponible para una amplia variedad de materiales.

1980-1990

• Boride Corp desarrolla boquillas de corte abrasivo de cerámica de carburo de tungsteno.
• Ingersoll-Rand se convirtió en uno de los principales proveedores de cortadoras por chorro de agua abrasivo.

1990-2000

• Omax introduce un sistema de control de movimiento para cortadoras por chorro de agua que podía mover el chorro.

2000-2010

• Desarrollo de corte por chorro de agua de conicidad cero (zero-tapper) que mejora la precisión.
• Desarrollo de chorro de agua multi-eje que podía crear incisiones complejas.

2010-presente

• El corte por chorro de agua incorpora una instalación de seis ejes, permitiendo crear formas aún más sofisticadas.
• Provisión de toneladas de software compatible con cortadoras por chorro de agua. Este software viene con perfiles predefinidos para formas de corte comunes.

Tecnologías de Corte por Chorro de Agua del Futuro

Una de las últimas tendencias es el desarrollo de cortadoras por chorro de agua más pequeñas. Cortadoras más pequeñas aseguran que los fabricantes puedan incorporar el corte por chorro de agua en sus talleres existentes sin preocuparse por requisitos de espacio.

El desarrollo de cortadoras más pequeñas también ofrece la opción de que fabricantes a pequeña escala ofrezcan la tecnología en lugar de talleres especializados.

La velocidad de corte también es un factor que se está mejorando. Esto puede lograrse aumentando la presión del agua y usando software más eficiente junto con alta potencia de cómputo.

Otra área de mejora es empujar los límites de la bomba de agua de ultra alta presión usada en el proceso. Estas bombas romperán las fronteras de la tecnología, haciéndola usable para materiales aún más gruesos.

Notas Finales

Aunque el corte por chorro de agua lleva más de un siglo, el proceso sigue en constante evolución. Cada industria usa el corte por chorro de agua directa o indirectamente mediante productos hechos con este método.

Si miramos las tendencias futuras, no sorprendería encontrar cortadoras por chorro de agua en la línea de montaje de la mayoría de fabricantes. La aplicación del proceso a casi todos los materiales aumenta la alta demanda de estas máquinas.