Come funziona una lavorazione Waterjet?

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podvodnNelle lavorazioni a getto d’acqua, il taglio avviene per effetto esclusivo di un sottile getto d’acqua in pressione che, colpendo il materiale, ne asporta particelle. Le pressioni in gioco possono arrivare fino a 1400 MPa, anche se usualmente, per questioni di efficienza, si attestano attorno ai 400 Mpa, con velocità di uscita di 500÷900 m/s; l’ugello di uscita ha un diametro di 0.05÷1 mm.
Alzare la pressione dell’acqua può non consentire di raggiungere prestazioni adeguate da un punto di vista industriale: al fine di aumentare la velocità di asportazione del materiale il getto d’acqua può essere addittivato con particelle abrasive, quali Carburo di Silicio o Ossido di Alluminio. In questo caso si parta di Abrasive Waterjet e rappresenta una variante del processo a getto d’acqua.
Come si è detto, questa tecnologia sfrutta la quantità di moto del fluido, sia esso acqua o acqua addittivata, quantità di moto conferita da una pompa alternativa ad alta pressione. L’acqua in pressione passa in un serbatoio di accumulo, o in due intensificatori di pressione in parallelo ma non in fase, in modo da avere una portata regolare e uniforme. Prima di essere espulso, il getto può essere addittivato: il getto, con o senza abrasivo, supersonico viene “sparato” contro la superficie del pezzo asportando il materiale con un meccanismo di erosione.
Le precisioni di taglio che si possono ottenere sono molto elevate, rendendo la tecnologia Waterjet estremamente interessante anche in sostituzione, nelle applicazioni più progredite, delle classiche lavorazioni per asportazione di truciolo.
La qualità del prodotto è strettamente legata alla pressione di lavoro, all’altezza dell’ugello e alla velocità con cui si sposta la testa di taglio. In particolare, l’altezza dell’ugello va intesa come distanza fra l’ugello di uscita del getto e il pezzo, è nell’ordine dei millimetri, e deve essere attentamente valutata dato che, se eccessiva, non porta al taglio ma ad una azione erosiva, impiegata nella pulizia delle superfici. La velocità, oltre influenzare direttamente la qualità, ha un impatto importante sulla economicità del processo.
Nel caso di Abrasive Waterjet vanno considerate anche le caratteristiche dell’abrasivo (natura, proprietà, granulometria e forma), oltre alla portata massica dell’abrasivo stesso. Un problema dell’Abrasive Waterjet era rappresentato dalla durata dell’ugello che però oggi risulta sensibilmente migliorata grazie all’impiego di corindone e compositi a base di carburi.

Quali settori e quali materiali
Fra le tecniche sottrattive, quella a getto d’acqua è una delle più innovative e flessibili ed ha ultimamente registrato una crescita significativa, grazie anche alla semplicità di impiego. La variante con abrasivo estende le potenzialità della Waterjet, consentendo di tagliare anche materiali duri. Di fatto le tecnologie a getto d’acqua e a getto d’acqua con abrasivo permettono oggi di lavorare tutti i materiali, inclusi quelli per applicazioni speciali, quali i compositi, la grafite o le leghe ad alta resistenza. Si vengono così a coprire un ampio spettro di settori: il settore lapideo, con marmi, granite, pietre, con applicazioni specifiche nello scavo di tunnel e gallerie, il settore edile/architettonico, il settore del vetro, con vetri (laminati, multistrato, blindato) specchi e cristalli, il settore dei metalli, dall’acciaio inox alle leghe di Titanio, di alluminio, etc. In particolare, la tecnologia Waterjet (senza abrasivo) lavora bene su diversi materiali non metallici, quali carta e cartone, pelli, materie plastiche, gomma, spugne, materiali isolanti, laterizi e materiali compositi, permettendo tagli che superano anche i 20 mm. Per quanto riguarda i materiali metallici, il taglio è possibile, ma riguarda spessori di pochi millimetri.

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