Qué es una cortadora por chorro de agua: Todo lo que necesita saber
Cortadoras por chorro de agua se utilizan habitualmente en grandes industrias para dar forma, tallar o cortar diversos materiales. Su funcionamiento es menos costoso y más versátil en comparación con otras herramientas de corte industrial como el láser y el plasma.
This article aims to explain waterjet cutters and their many functions in detail, as well as delve into why they are the preferred industrial cutter for many industries. So, let's get started!
¿Qué es una cortadora por chorro de agua?
El corte por chorro de agua es un proceso de corte industrial utilizado para cortar todo tipo de materiales. A máquina de corte por chorro de agua bombea agua desde un fino orificio de boquilla con una enorme presión.
El principio básico del corte por chorro de agua es muy sencillo. Una máquina comprime el agua hasta un punto extremadamente fino y utiliza ese fino chorro de agua para cortar cualquier cosa que tenga delante. El chorro de agua suele salir en un chorro de al menos 1 milímetro de grosor o más fino.
Historia de la máquina de corte por chorro de agua
La historia del corte por chorro de agua comienza con el Imperio Romano. Los romanos utilizaban una técnica minera llamada Hushing. La vivienda era un proceso de erosión lenta de las rocas con las corrientes de agua.
Desde principios de 1800, y a lo largo de la fiebre del oro en América, Minería hidráulica desempeñaron un papel fundamental. Aunque muy inferiores a las cortadoras por chorro de agua actuales, estas máquinas podían producir alrededor de 500 PSI. En 1933 apareció por primera vez una cortadora por chorro de agua propiamente dicha.
Tras la Segunda Guerra Mundial, Carl Johnson desarrolló en 1956 una cortadora por chorro de agua suficientemente potente para cortar plástico. Solo dos años después, en 1958, nació la primera cortadora por chorro de agua a alta presión.
Componentes de la cortadora por chorro de agua
Las cortadoras por chorro de agua tienen muchos componentes modulares. Las piezas principales son la bomba de alta presión, el sistema de control, el cabezal de corte, el depósito de recogida/mesa de corte, el dispositivo de automatización, el sistema de abrasivos y el tubo de alta presión.
Bomba de alta presión: The high-pressure pump is one of the core components of a waterjet cutting machine. The cutting process starts when water enters this pump's pressure chamber.
Sistema de control: El sistema de control tiene la interfaz de usuario, los datos de velocidad y otras cosas. El manipulador necesita utilizarlo para iniciar la máquina.
Cabezal de corte: The cutting head is the component around the nozzle. The pressurized water flows out of its orifice. Manufacturers make high-end cutting heads with precious jewels, often called "jewel heads."
Mesa de la máquina de chorro de agua/depósito de recogida: La mesa de la máquina de chorro de agua proporciona la superficie de corte. Necesitará un depósito de recogida de chorros de agua abrasiva para recoger el material abrasivo.
Equipo de movimiento: El manipulador puede utilizar el equipo de movimiento para desplazar la boquilla y realizar cortes precisos. XY es el equipo de movimiento más común, pero algunos permiten más ángulos y opciones de movimiento.
Sistema de suministro de abrasivo: El sistema de suministro de abrasivo se conecta al cabezal de corte y mezcla el material abrasivo en el flujo de agua a medida que sale del cabezal de corte.
Tuberías de alta presión: La tubería de alta presión transporta el agua a presión hasta el cabezal de corte. Es una tubería con una superficie interior muy lisa.
¿Cómo funciona una cortadora por chorro de agua?
Water Jets are quite simple. First, they intake water from a water source and pressurize it before shooting it out. Here's how they work:
Paso 1: Presurizar el agua
Las bombas rotativas utilizan un sistema de pistón. Un motor eléctrico mueve un pistón que acumula presión en el interior del cárter. Esa presión se transmite al émbolo de alta presión.
Las bombas lineales utilizan aceite hidráulico para generar presión con un émbolo desigual. Presiona sobre un pistón grande, aproximadamente veinte veces el tamaño del émbolo de alta presión.
Paso 2: De la bomba a la boquilla
Una vez que el agua sale de la bomba de agua de alta presión, recorre la tubería hasta llegar al cabezal de corte. A continuación, el cabezal de corte dispersa el agua a través de su fina boquilla.
Paso 3: Perforación inicial
When the water first hits the material, you will need to give it some time before it can pierce through. This process is called the initial piercing. When a waterjet cutter cuts through something, it shaves away a bit of material; we call that "Kerf."
Ventajas del corte por chorro de agua
A continuación se menciona una serie de ventajas del uso de cortadoras por chorro de agua.
Sin restricciones materiales: Las cortadoras por chorro de agua pueden cortar cualquier material con facilidad. Puede utilizar cortadoras de agua pura para materiales más blandos sin ningún otro potenciador. Pero para metales más duros, necesitará utilizar algunos abrasivos.
Productividad eficiente: Las cortadoras por chorro de agua son eficientes en términos de rendimiento, desperdicio de material y coste. Funciona con un sistema muy eficiente desde el punto de vista energético y utiliza recursos naturales como herramienta de corte principal.
Excelente calidad de bordes: Las cortadoras por chorro de agua dejan muy poca distorsión en el material que cortan. Un cortador por chorro de agua corta esmerilando y erosionando el material base. Por tanto, deja muy poco impacto en la superficie que rodea el punto de perforación.
Corte de gran precisión: Las cortadoras por chorro de agua producen una gran potencia de penetración y la misma precisión. Por eso es altamente preciso y lo suficientemente fuerte como para cortar a través de la mayoría de las cosas.
Sin restricciones de grosor: Las cortadoras por chorro de agua no tienen restricciones notables de grosor al cortar cualquier sustancia. El poder de penetración de un chorro de agua a alta presión puede atravesarlo todo. Pero el Kerf puede estrecharse en el centro si su material es demasiado grueso.
No hay zona afectada por el calor: En cortadora de chorro de agua no produce calor porque no corta utilizando fricción ni ningún producto químico fuerte.
No hay residuos peligrosos: La cortadora por chorro de agua no contiene productos químicos nocivos. De principio a fin, sólo utiliza combustible y agua filtrada. Los materiales abrasivos también son naturales, como el granate y la arena.
Tipos de máquinas de corte por chorro de agua
Pura y abrasiva son los dos tipos de cortadoras por chorro de agua.
1. Cortadora por chorro de agua pura
Las cortadoras de chorro de agua puro utilizan agua purificada y nada más. Una cortadora de chorro de agua pura suele ser la mejor opción si desea manejar la máquina a mano.
Sin embargo, un cortador de chorro de agua puro no tiene tanta penetración ni potencia de corte como uno abrasivo. Las industrias suelen utilizar un chorro de agua puro para cortar materiales relativamente más blandos.
2. Cortadora por chorro de agua abrasivo
Un cortador por chorro de agua abrasivo utiliza agua impregnada de abrasivo para cortar materiales más duros, como el titanio y el acero. Los abrasivos son diminutas partículas de sustancias duras que pueden erosionar las cosas más rápidamente.
Algunos materiales abrasivos populares son el granate, el carburo de silicio y la arena. Las cortadoras por chorro de agua abrasivas tienen un depósito que recoge el material abrasivo.
Materiales que se pueden cortar con una cortadora por chorro de agua
Las cortadoras por chorro de agua no tienen limitaciones en cuanto a lo que pueden cortar. He aquí algunos ejemplos:
Piedra y baldosas: Los chorros de agua son especialmente buenos para cortar piedras. Los chorros de agua no producen altas temperaturas y dejan un corte muy uniforme. Además, el flujo constante de agua evita que los bordes se desmenucen.
Vidrio: Los chorros de agua tienen un kerf mínimo, que es sumamente preciso, lo que los convierte en una gran elección para cortar vidrio.
Metales: Los chorros de agua pueden cortar mucho metal, pero tendrá que añadir materiales abrasivos adecuados.
Plásticos: Es fácil cortar patrones complejos fácilmente con chorros de agua y no es reactivo contra ninguna forma de plástico.
Goma: Las cortadoras por chorro de agua son lo bastante fuertes para cortar incluso caucho reforzado. Pero tendrá que utilizar abrasivos.
Espuma: Las formas suelen ser muy blandas, por lo que se pueden cortar fácilmente con chorros de agua pura.
Comida: Sorprendentemente, las cortadoras por chorro de agua también aparecen en la industria alimentaria. El corte de alimentos con chorros de agua es un método aprobado por la FDA. Se ve sobre todo en la industria cárnica.
Industrias atendidas por la cortadora por chorro de agua
Muchas industrias utilizan cortadoras por chorro de agua porque es un método de corte eficaz y rentable.
Aeroespacial: La precisión es imperativa para la industria aeroespacial porque cada pieza necesita un ajuste perfecto. Las piezas en sí son bastante complejas y requieren mucho diseño. Requieren potencia y precisión. Las cortadoras por chorro de agua son uno de los pocos métodos de corte que pueden realizar fácilmente estas tareas.
Automóvil: La industria del automóvil está en el mismo barco que la industria aeroespacial. La industria del automóvil requiere muchos componentes diferentes, y el corte por chorro de agua es uno de los pocos sistemas que pueden utilizar para conseguir todo eso en un solo lugar.
Médico: El corte por chorro de agua abrasivo es muy preciso y potente. Por ello, muchos fabricantes de instrumentos quirúrgicos empezaron a utilizar cortadoras por chorro de agua en la cadena de producción.
Arquitectura y diseño: El sector de la arquitectura tiene mucho material grueso. Necesita muchos cortes precisos para los diseños. Las cortadoras por chorro de agua son la mejor opción porque pueden cortar cualquier material, independientemente de su grosor.
Procesado de alimentos: La industria alimentaria utiliza cortadoras por chorro de agua para aumentar los niveles de higiene. Las cortadoras por chorro de agua también son muy eficaces, ya que apenas se producen residuos durante el proceso de corte. El corte de carne y otros alimentos congelados con chorro de agua reduce al mínimo la posibilidad de contaminación cruzada.
Petróleo y gas: La industria del petróleo y el gas utiliza principalmente el corte por chorro de agua para dar forma a metales resistentes como el acero inoxidable, el Hastelloy y el Inconel. Aunque estos materiales son muy resistentes al calor, la exposición podría alterar su estructura. Por eso, un sistema de corte sin calor como el chorro de agua es una buena solución.
Defensa: La industria de defensa trabaja con una amplia gama de materiales, tanto duros como blandos. Por ello, una cortadora versátil como el chorro de agua les resulta muy útil.
Productos fabricados por Waterjet Cutter
Los chorros de agua tienen muchas aplicaciones en distintos sectores. Estos son algunos ejemplos que le pueden resultar familiares:
Guitarra eléctrica de madera: Los chorros de agua se utilizan a menudo para instrumentos de madera como las guitarras eléctricas. La razón principal es que deja el material base con una composición intacta.
Haciendo engranajes: Los chorros de agua se utilizan para cortar y dar forma a todos los engranajes metálicos. Los engranajes requieren una precisión extrema, e incluso una ligera desviación puede provocar un funcionamiento defectuoso. Muchas industrias eligen el corte por chorro de agua porque puede soportar la carga.
Levas: Muchas industrias utilizan cortadoras por chorro de agua para dar forma a las levas. Las levas requieren un corte de precisión tridimensional, y el chorro de agua ayuda a mantener intacta la composición del material.
Placas de identificación: Nameplates come in many shapes, sizes, and materials. Companies use the waterjet as a versatile cutting tool for shaping nameplates. Regardless of your client's orders, you can always cut the material with just one machine.
Puertas de ducha: Los chorros de agua son excelentes para cortar puertas de ducha. Las puertas de ducha son en su mayoría de cristal, por lo que el chorro de agua es una opción excelente para fabricarlas. Reduce el desperdicio de material y es un método de corte sin riesgos para tratar el vidrio.
Parquet Artístico: El parquet artístico es un tipo de suelo de madera con distintos patrones de instalación. Cortarlos requiere gran precisión, por lo que un chorro de agua es una buena opción.
Encimeras de mármol: El mármol es un material difícil de moldear, y las cortadoras normales pueden estropearlo fácilmente. El chorro de agua es una de las pocas opciones seguras para cortar gruesas losas de mármol y fabricar encimeras.
La cortadora por chorro de agua frente a otras máquinas herramienta CNC
Many CNC machines compete with waterjet cutters. But they usually fall short in one aspect or another. Here's a comparative outlook:
Tipo de material: La mayor limitación de otros métodos de corte como el láser, la cuchilla o las cortadoras de plasma es que no pueden trabajar con todos los tipos de material. Hay determinados materiales, como el PVC, el PVB y la fibra de carbono, que no se pueden cortar con láser debido a su composición.
Grosor del material: El grosor es un gran problema para los láseres y el plasma, ya que empiezan a perder su poder de penetración a partir de cierta distancia.
Tensión de corte: Laser and plasma cutters naturally produce stress while cutting materials. You'll need to treat the material after cutting to remove the stress manually.
Consumo de energía: En cortadora de chorro de agua tiene el coste operativo más bajo en comparación con sus homólogas. Las cortadoras láser ocupan un cercano segundo lugar, y las cortadoras de plasma tienen un alto consumo de energía.
Calidad de los bordes: Aunque las cortadoras láser y de plasma pueden producir bordes más finos, no funcionan con todo tipo de materiales. También empiezan a perder eficacia con materiales más gruesos.
Restos de corte: Todos los tipos de cortadoras producen algo de chatarra al final de un proyecto. Pero los láseres son ligeramente mejores a la hora de evitar la pérdida de material durante el proceso de corte. Los chorros de agua todavía tienen que desperdiciar un poco de material en los cortes.
Conclusión
Si pertenece a una industria que requiere herramientas de corte de alta resistencia, es probable que ya sepa algo sobre máquinas de corte por chorro de agua incluso antes de leer este artículo. Esperamos que este artículo le haya ayudado a comprender mejor por qué es el método de corte preferido en muchas industrias. Si le gusta el valor que cortadora de chorro de aguay desea adquirirlo, póngase en contacto con nosotros y le pondremos en contacto con un fabricante de confianza.