Tecnología de corte por chorro de agua

KMT Waterjet es la bomba de chorro de agua más conocida en todo el mundo. Empresas de diversos sectores han utilizado los productos de corte de KMT con gran eficacia durante más de 40 años. Gracias a su flexibilidad y fiabilidad, la tecnología de chorro de agua es ideal para grandes producciones de anidación, así como para aplicaciones especializadas complejas y en serie reducidas. Diariamente muchas empresas innovadoras descubren nuevas aplicaciones para el corte por chorro de agua, amplían su capacidad de producción y aumentan su eficacia y beneficios.

El éxito, el crecimiento y la supervivencia comerciales de muchas empresas y procesadores de trabajos que cortan, moldean y procesan materiales se basan en el uso de equipos de corte por chorro de agua en sus actividades.

Hay cuatro factores clave que diferencian el método de corte por chorro de agua del resto:
• Versatilidad y flexibilidad
• Corte de alta precisión sin desperdicios, lo que suprime la necesidad de acabados secundarios
• Capacidad para cortar casi cualquier tipo de material y grosor, desde hojas finas a piezas de trabajo con un grosor de 305 mm/12 pulg.
• Opción para combinar el corte por chorro de agua con otros métodos de procesamiento, como el corte o el troquelado con láser y plasma

¿Qué ventaja tiene el corte por chorro de agua con relación a otros procedimientos de seccionado?

  • Implementación sumamente rápida – de la mesa de delineado al corte
  • Tiempos cortos de preparación – las fuerzas tangenciales que sólo se presentan en pequeña medida hacen superflua una complicada fijación de la pieza
  • Elevada precisión – hace innecesario un costoso procesamiento posterior
  • Elevadas velocidades de corte
  • Ningún afilado de herramientas necesario
  • Más seguro para el operador y el medio ambiente – no se generan ni vapores, ni polvo de material; no se necesitan agentes refrigerantes caros
  • Procedimiento de corte en frío – no provoca ningún cambio de estructura en el material
  • Producto final limpio – elimina la necesidad de procedimientos de mecanizado posterior
  • Cantos de corte libres de rebarbas – en la mayoría de las aplicaciones no es necesario un mecanizado de cantos de corte
  • Reducido ancho de junta de corte
  • Ideal para la rápida creación de prototipos, la producción flexible. Acreditado en la producción de grandes series
  • Óptimo aprovechamiento de material con software CAD/CAM
  • Soluciones de sistema específicas para el cliente

TECNOLOGÍA DE BOMBA DE ALTA PRESIÓN

Se ha identificado la bomba de chorro de agua como el núcleo del sistema de corte por chorro de agua, ya que aplica presión al agua a miles de kilogramos por centímetro cuadrado y, a continuación, la transfiere al cabezal de agua, donde se expulsará a alta velocidad a través de un oficio diminuto. Al jugar un papel tan importante, la bomba debe poder cumplir las altas exigencias de uso y los requisitos de precisión.


El principio del multiplicador de presión

Un motor eléctrico acciona una bomba hidráulica, que presuriza el circuito de aceite del multiplicador de presión; allí la presión se incrementa veinte veces y se introduce en el sistema de agua a alta presión.

El principio de funcionamiento en la generación de presión

El agua se extrae de la red de suministro local y mediante una bomba booster se presuriza hasta 7 bar. El agua fluye a través de un sistema de filtros al cilindro de alta presión del intensificador. El principio de funcionamiento del intensificador consiste en un circuito primario, que opera a 200 bar mediante una bomba hidráulica accionada eléctricamente. El fluido es bombeado alternativamente por una válvula de cuatro vías al lado derecho o al izquierdo del cilindro hidráulico.

Ambas barras del émbolo, montadas a ambos lados en el émbolo hidráulico, comprimen el agua existente en ambos cilindros de alta presión del multiplicador de presión. Estos cilindros de alta presión son parte del circuito secundario de agua. Unas válvulas de retención suficientemente dimensionadas en ambos extremos de los cilindros de alta presión, regulan la aspiración de agua fresca en los cilindros así como el suministro del agua de corte presurizada a la salida de la bomba. La presión de agua de aprox. 6.000 bar se genera a través de un ratio de superficie del pistón de aprox. 30:1. El sistema está equipado con un acumulador de presión (amortiguador de picos de presión) para mantener más o menos constante la señal de alta presión en la salida de la bomba de alta presión durante el cambio de dirección del émbolo hidráulico. La bomba de alta presión está unida con el cabezal de corte, a través de una tubería de acero inoxidable altamente resistente. Un orificio de zafiro o diamante en el cabezal de corte focaliza la presión en un chorro de agua ultrarrápido (velocidad aprox. 800 - 1.000 m/s).

Para un mayor incremento de la fuerza de corte para materiales duros, se añade al chorro de agua un producto abrasivo. Tras esta adición se mezclan entre sí el abrasivo, el agua y el aire en la cámara de mezcla del cabezal de corte, se reúnen en el focalizador  y se aceleran a la velocidad máxima. De este modo se genera un chorro de agua con un elevado contenido de energía, que mediante microerosión corta o agujerea también materiales de grandes espesores y diferente composición, como p.ej. metales, productos cerámicos, minerales o hasta cristales blindados.


TECNOLOGÍA DE CABEZAL DE CORTE
Agua pura y abrasivo

 

Cabezal de corte por chorro de agua pura

El agua se conduce a través de tuberías especiales flexibles y resistentes a la presión hasta el cabezal de corte, que de este modo se mantiene móvil.  El cabezal de corte está constituido por una válvula de accionamiento neumático y un tubo colimador, en cuya abertura de salida se encuentra un orificio de piedra preciosa (generalmente diamante o zafiro), que está fijada con una tuerca de racor especial. El chorro de corte sale por el orificio a una velocidad tres veces mayor que la velocidad del sonido. 

Para aplicaciones abrasivas

Se instala un cabezal abrasivo especial en la conexión del tubo colimador, que sirve para la mezcla del material abrasivo con el agua a alta presión. Los movimientos del cabezal de corte se controlan habitualmente con el mando CNC de la instalación de corte por chorro de agua.

Los puntos de fuga protegen el cuerpo del orificio, el tubo y la tuerca de la misma de daños, pues indican con antelación si es necesario ajustar las conexiones o si hay que cambiar sellos. Gracias al diseño exclusivo del cabezal, los sellos se pueden cambiar en menos de cinco minutos y sin herramientas.

Los cabezales de corte abrasivo de KMT Waterjet son insuperables por sus grandes prestacions, orientación al usuario y sencillo mantenimiento. Su sencillo diseño  permite cambiar los orificios en segundos y sin herramientas!

 

Cabezales de corte por chorro de agua

Corte por chorro de agua con agua pura o abrasivo

En el corte por chorro de agua los materiales blandos se cortan con el procedimiento de agua pura, los materiales más duros con adición de productos abrasivos en el procedimiento de corte abrasivo.

El procedimiento de corte de agua pura

Este procedimiento de corte se emplea en primera línea para materiales blandos como p.ej. materiales sintéticos, textiles, papel, materiales de obturación, láminas de metal, madera terciada, productos alimenticios o materiales similares. En este caso se presuriza agua corriente y se expulsa por un orificio de piedra preciosa, generando un chorro de corte con un enorme contenido de energía. Este chorro sale del orificio a una velocidad de hasta el triple de la velocidad del sonido y permite el corte de materiales con una velocidad de corte muy elevada (la velocidad exacta de corte depende del material).

 Muestra de corte por agua pura

 


Procedimiento de corte abrasivo

Los procedimientos de corte abrasivo se emplean para materiales más duros como metales, vidrio, minerales, hormigón, productos cerámicos, aluminio o sílice.

En aplicaciones en las que el corte de agua pura choca contra sus límites de prestaciones, se emplea el corte abrasivo. En el proceso de corte abrasivo se añaden agentes abrasivos al chorro de agua (como partículas finas). Tras la adición del abrasivo, el agua, aire y abrasivo se mezclan entre sí en la cámara de mezcla y salen por el focalizador, centrados y con la máxima velocidad. De este modo se genera un chorro de agua con un elevado contenido de energía, que también secciona materiales de grandes espesores y diferente composición, como p.ej. metales, productos cerámicos, minerales, incluso cristales blindados, o bien aplica orificios/aberturas en estos.

Muestra de corte abrasivo