Corte con chorro de agua Procesos modernos de corte

Transcripción

1 Corte con chorro de agua Procesos modernos de corte Ing. Madeleine Medina Castillo, M.C. Ing. J. Gpe. Octavio Cabrera Lazarini M.C.

2 Contenido 0 Introducción 1 Características del proceso 2 Ventajas y desventajas 3 Equipo necesario 4 Materiales a los que se le aplica 5 Aplicaciones

3 Corte por chorro de agua Es un proceso de índole mecánica, mediante el cual se consigue cortar cualquier material, haciendo impactar sobre éste un chorro de agua a gran velocidad que produce el acabado deseado. Resulta una herramienta muy versátil y cuya aplicación es extensible a prácticamente todos los trabajos industriales. Al ser un procedimiento de corte en frío resulta especialmente interesante, ya que esta demandado en todas las aplicaciones en las que el material no se pueda ver afectado por el calor.

4 Características del proceso El dispositivo consiste en un chorro de agua a presión, cuyo diámetro de la boquilla oscila entre 0,08 mm a 0,45 mm de diámetro, por el cual, sale una mezcla de agua y abrasivo lanzado a una presión muy elevada. Uno de los elementos más importantes es la boquilla por la que sale el chorro De ella depende la cohesión del chorro que condiciona en gran medida la viabilidad técnica de la aplicación, pues si el chorro es cónico se pierde poder de corte, precisión y calidad.

5 Diagrama de corte por chorro de agua 1. Alta presión de agua - 2. Enfoque - 3. Cámara de mezcla - 4. Tapa - 5. Salpicaduras - 6. Pieza de trabajo - 7. Pieza de red permanente - 8. Agua - 9. Parte de la pieza de trabajo cortada Boquilla Arena abrasiva

6 Diagrama de corte por chorro de agua A diagram of a water jet cutter: 1 - high-pressure water inlet 2 - jewel (ruby or diamond) 3 - abrasive (garnet) 4 - mixing tube 5 - guard 6 - cutting water jet 7 - cut materia

7 Presión del chorro La presión del chorro de agua es otra de las características más importantes del proceso, es aportada por un sistema de una bomba dotada con un intensificador de ultra presión que hacen que ésta pueda llegar hasta 4000 bares de presión,. Pero por lo general se trabaja en altas presiones como la de 4000 bares, a pesar de que muchas veces no es necesario por el espesor a cortar, ya que esto le aporta rapidez.

8 Velocidad de corte La velocidad de corte es de máxima importancia, y esta dependerá de factores como la presión de la bomba y la capacidad del intensificador, diámetro de la tobera, cantidad y calidad de abrasivo y del espesor de la pieza. En referencia a valores de velocidad encontramos que todo este sistema de aporte de presión permite que el líquido salga por el orificio a una velocidad de 1000 metros por segundo. El motivo de añadirle abrasivo al agua es debido a que un simple chorro de agua no sería capaz de desarrollar cortes como los actuales en los materiales más duros, por ello se le aporta este abrasivo, mezcla de arcillas y vidrios, que dota al sistema de un aumento de posibilidades de corte infinito.

9 Espesor de la pieza Se usa desde 5 mm espesor, donde empieza a ser rentable, hasta espesores de 200 mm en cualquier material, llegando incluso a los 400 mm en aplicaciones especiales (se puede cortar fácilmente corcho de dos metros de espesor). Este chorro de agua puede cortar todo tipo de materiales, desde metálicos hasta blandos como caucho. Es un proceso en el cual la generación de partículas contaminantes es mínima, no aporta oxidación superficial y la generación de viruta no es un problema en este caso.

10 Máquina La máquina esta dotada de una balsa, sobre la que se proyecta el chorro de agua, y la cual sujeta las piezas mediante una reja que mantiene el material en la superficie de trabajo, pero que permite que la mezcla de agua y el material eliminado se deposite dentro de la misma, evitando así que el liquido proyectado caiga fuera de la zona de corte, e incluso que salpique, pudiéndose reciclar el abrasivo para ser reutilizado de nuevo. El proceso de corte no afecta a los materiales porque no los endurece ni deforma, de esta manera es un método que en diversos casos puede ser mas útil que el láser o el plasma cuando los trabajos sea imprescindible un buen acabado.

11 Máquina

12 Máquina

13 Ventajas: Al no haber herramientas de corte, no existe el problema de desgaste de la misma. Corte de excelente calidad, en la mayoría de casos no se necesita un acabado posterior. Universal, ya que la misma máquina puede cortar una enorme variedad de materiales. Proceso sin aporte de calor (no afecta la zona del material sobre el cual trabaja). Inexistencia de tensiones residuales debido a que el proceso no genera esfuerzos de corte. No genera contaminación ni gases. Permite corta espesores mucho mayores a los del láser.

14 Desventajas: Es más lento en comparación al corte por plasma.

15 Equipo necesario Balsa de agua, lugar donde se realiza el trabajo de mecanizado. Boquilla por la que sale el chorro de agua. Centro de refrigeración, se utiliza para que todo este sistema mecánico utilizado para realizar el mecanizado no sufra de sobrecalentamiento. Deposito abrasivos, es un deposito exterior desde el cual se añade el abrasivo al agua, ya que sin este no se podría realizar el corte. Descamlcificador, utilizado para evitar la obstrucción de las tuberías. Depuradora de abrasivos, una vez el fluido de corte mecaniza la pieza y se deposita en la balsa, es necesario de una depuradora situada en la base de la balsa que separa el abrasivo del agua, almacenándolo en este gran saco situado al lado de la balsa.

16 Materiales a los que se le aplica Sin abrasivo: Caucho Tapizado de vehículos Polipropileno Cartón Papel Goma Espuma Materiales para empaque Fibra de vidrio Cualquier tipo de material suave que no sea metálico.

17 Materiales a los que se le aplica Con abrasivo: Vidrio Cerámica Mármol Titanio Granito Aluminio Acero Acero de carbón Acero inoxidable Latón Otros materiales de espesores de un máximo de 200mm.

18 Aplicaciones Industria aerospacial: Mecanizado de chapas de aleaciones de aluminio de alta resistencia y aleaciones de titanio. Industria automovilística: Corte de los paneles interiores de las puertas conformados por fibra de madera, realizados por robots. También se aplica al corte de zapatas de freno (elimina el problema de las partículas flotando en el aire). Industria textil: Se utiliza para cortar tela, obteniéndose mejores resultados que en el corte por calor, y que en el corte por cizalla, sobre todo en series cortas. Industria cerámica: Para el corte de materiales cerámicos donde el uso de herramientas de metal sufre un gran desgaste y el empleo de discos de diamante no permiten la obtención de contorneados complicados. Industria del calzado: Se comienza a emplear para recortar tejidos, cueros y pieles, y materiales sintéticos como los cauchos empleados en las suelas y en otras partes.