Cięcie strumieniem wody

Obróbka strumieniowo-ścierna to nie tylko tak zwane piaskowanie. Jednym z pojęć bliskich temu procesowi jest obróbka waterjet. Jest to nazwa technologii, w której przy pomocy wody pod wysokim ciśnieniem wymieszanej z materiałem ścierającym, dokonuje się cięcia lub czyszczenia różnego typu materiałów. Tego typu proces jest młodszy od tradycyjnego piaskowania o około 100 lat. Szersze zainteresowanie na skalę przemysłową, waterjet zdobył bowiem dopiero w latach 80. ubiegłego wieku. By pozostać precyzyjnym, warto zaznaczyć fakt, że poprawniejszą formą, określającą obróbkę wodą pod ciśnieniem jest abrasive water jet, w Polsce tłumaczone jako obróbka wodno-ścierna lub hydro-ścierna. Wynika to bowiem z faktu, że sama woda pod ciśnieniem wystarcza jedynie do opracowania miękkich i cienkich materiałów – by móc pracować z elementami stalowymi czy grubym szkłem, zachodzi potrzeba użycia dodatkowego materiału ścierającego.

Jak działa cięcie strumieniem wody

Technologia waterjet opiera swoje działanie na strumieniach wody, które przyspieszają ziarna ścierniwa. Mieszanka z duża prędkością (ponad 300 metrów na sekundę) uderza o obrabiany materiał, tym samym tnąc go, nadając kształt lub grawerując. Obróbka wodno-ścierna pozwala na obróbkę naprawdę twardych i trudnych materiałów. Za przykład może posłużyć choćby stop tytanu.

Kluczową przewagą, którą stworzył sobie waterjet nad innymi procesami obróbki materiałów jest brak oddziaływania cieplnego. Woda mająca za zadanie transportować i napędzać ścierniwo, jednocześnie schładza surowiec, co w niektórych przypadkach jest rzeczą naprawdę istotną. Technologia hydro-ścierna zapewnia także większą precyzję i dbałość o szczegóły, zagwarantowane na niemal każdym typie obrabianego surowca.

Garnet waterjet

By cięcie strumieniem wody waterjet mogło odbyć się przy zachowaniu wszystkich swoich atutów, niezbędne jest użycie odpowiedniego ścierniwa. W technologii wodno-ściernej używa się głównie granetu – naturalnie występującego, niemetalowego ścierniwa. Granat almandynowy szlachetny to jeden z najtwardszych znanych minerałów, dlatego idealnie sprawdzi się właśnie w technice waterjet, gdzie konieczne jest zachowanie stałej wydajności, nawet w starciu z takimi materiałami jak stal czy tytan. Właściwości garnetu biorą się głównie z jego krystalicznej struktury, która tworzy go mało podatnym na zniszczenia. Ścierniwo to należy także do tych, odznaczających się dużą gramaturą – centymetr sześcienny tego materiału waży od 4,1 do 4,3 grama.

Postęp technologiczny, objawiający się między innymi stosowaniem techniki waterjet, pozwolił na przemysłowe wykorzystanie wszystkich właściwości granetu. Ziarna te są coraz bardziej poszukiwane – z jednej strony mogą posłużyć jako niemetaliczna substancja ścierna do szlifowania, z drugiej natomiast jako produkt niezbędny przy cięciu strumieniem wody. Z dostępnością granetu w Polsce nie ma większych problemów, jednym z dystrybutorów jest sklep scierniwo.pl, a sam materiał ścierający można kupić tutaj.

Piasek z granatów almandynowych to także jedno z bezpieczniejszych ścierniw. Jego stosowanie nie ciągnie za sobą żadnych negatywnych skutków – nie jest rakotwórczy ani toksyczny. Garnet to doskonały zamiennik innego piasku ściernego, pozwalający użytkownikom obniżyć koszty produkcji.

Cięcie strumieniem wody – zastosowanie

Technologia waterjet przyda się przede wszystkim w przypadku obróbki surowców, podatnych na odkształcenia pod wpływem ciepła. Zastosowanie mieszanki wody i garnetu pod ciśnieniem nie wytwarza bowiem znaczących temperatur, a jej precyzja pozwala na sprawne wycinanie nawet najdrobniejszych detali.

Obróbka stali i metalu to główne zastosowanie cięcia strumieniem wody. Hydroobróbka nie powoduje naprężeń mechanicznych, co pozwala na zachowanie pełni kształtu surowca. Obrabiane krawędzie pozostają także gładkie, co przekłada się na wydajność pracy – wykończenie danego elementu jest bowiem sprawniejsze, niż w przypadku innych metod cięcia czy modelowania.

Waterjet jest również często wykorzystywany w zakładach hutniczych oraz przy obróbce ceramiki i kamienia. Efekty tworzone przy pomocy wody pod ciśnieniem nie są możliwe do uzyskania poprzez maszyny stosujące laser czy plazmę, bowiem delikatne materiały mogą się pod ich presją zniekształcić lub rozpaść.