La pierre est l'un des matériaux les plus délicats à façonner avec les méthodes de coupe traditionnelles. Les meuleuses d'angle et les lames de diamant étaient les options conventionnelles pour traiter les roches, mais ces deux méthodes étaient peu flexibles et coûteuses en raison de l'usure fréquente de la lame et de la meule. 

Tout cela a changé avec l'arrivée des découpeurs à jet d'eau, qui sont devenus des outils incontournables pour le traitement des pierres et d'autres matériaux similaires. Pierre de découpe au jet d'eau est la méthode la plus efficace pour traiter les minéraux à l'échelle industrielle. 

Mais les pierres ont des compositions minérales différentes et nécessitent des pressions et des combinaisons d'abrasifs supplémentaires. Ce guide couvre tout ce que vous devez savoir sur la découpe de pierres avec des hydrojets.

Un jet d'eau peut-il découper de la pierre ?

Le pouvoir de coupe abrasif du jet d'eau en fait l'outil idéal pour traiter des matériaux tels que la pierre. Il empêche la coupe d'être irrégulière tout en offrant une efficacité exceptionnelle. Les jets d'eau sont également très précis, et vous pouvez les utiliser pour découper la pierre dans des formes qui nécessiteraient autrement un ciselage manuel.

Les découpeurs à jet d'eau ne coupent pas comme un outil de coupe industriel traditionnel tel qu'une lame de diamant. Il n'y a pas d'arête de coupe, pas de lame ou quoi que ce soit de ce genre. Ce qu'elle possède, en revanche, c'est un débit d'eau à haute pression. Lorsqu'elle est remplie du bon type et de la bonne quantité d'abrasif, cette eau sous pression peut broyer n'importe quel matériau.

Ainsi, par essence, un jet d'eau ne "coupe" pas la pierre. Il la meule avec une extrême précision, ce qui permet d'obtenir une séparation extrêmement fine. Ce processus est entièrement dépourvu de la friction que présentent les outils de coupe traditionnels. Cela évite d'ébrécher la pierre ou de compromettre son intégrité structurelle de quelque manière que ce soit.

Comment fonctionne la pierre de découpe au jet d'eau ?

La découpe au jet d'eau est un processus mécanique qui passe par plusieurs étapes. Le principe de fonctionnement fondamental d'un jet d'eau est le suivant : l'eau est acheminée vers une pompe, est mise sous pression, est acheminée vers la tête de coupe par une conduite rigide et est expulsée par une minuscule ouverture avec une force exponentielle. C'est ce mince jet d'eau qui coupe la pierre.

Les composants d'une découpeuse à jet d'eau sont assez nombreux. Deux éléments externes sont également nécessaires : l'eau et l'abrasif. La plupart des gens préfèrent utiliser le grenat comme élément abrasif, car il s'agit d'une norme industrielle. Vous trouverez ci-dessous une description détaillée du fonctionnement :

Étape 1 : Filtre

Le processus commence par l'accumulation d'eau propre et fluide dans le filtre. Vous pouvez vous passer du processus de filtrage, mais si la qualité de l'eau n'est pas satisfaisante, cela peut présenter un risque pour les composants.

Étape 2 : Pompe d'intensification

L'eau filtrée est ensuite acheminée vers la pompe du multiplicateur, où s'effectue la mise sous pression. Un moteur électrique déplace les pistons à l'intérieur de la pompe hydraulique pour augmenter régulièrement la pression de l'eau.

L'eau sous pression passe ensuite par une conduite rigide et pénètre dans l'accumulateur. L'accumulateur retient l'eau avec toute sa pression.

Étape 3 : Transporteur de ligne dure

Depuis l'accumulateur, l'eau est ensuite transportée dans une conduite rigide. La ligne dure amène l'eau jusqu'au support de fouet, qui est relié au portique. Il permet de maintenir la ligne dure dans une position flexible afin qu'elle ne soit pas endommagée lorsque le portique se déplace.

Le portique est l'unité qui déplace la tête de coupe sur la surface plane du bac à débris. Il est géré à l'aide d'un système CNC, ce qui permet de le contrôler avec une grande souplesse.

Étape 4 : Tête de coupe

La tête de coupe est montée sur le portique, et c'est là que se produisent la plupart des choses passionnantes. La tête de coupe est dotée d'un minuscule orifice circulaire avec un diamant au centre. C'est par là que l'eau sort après avoir traversé la ligne dure.

Cependant, l'orifice est séparé de la buse par un autre tube creux appelé tube de mélange. Le tube de mélange est l'endroit où l'on connecte une autre canalisation qui fournit de minuscules grains de grenat. Une fois que l'eau sort de l'orifice du diamant, elle s'écoule dans le tube de mélange, qui est beaucoup plus large que l'orifice lui-même. 

L'espace supplémentaire dans le tube de mélange crée un vide qui tire le grenat de sa canalisation séparée. Le mélange de grenat et d'eau à haute pression sort ensuite de la buse et coupe la pierre en la broyant.

Quels types de pierre peuvent être découpés au jet d'eau ?

Le jet d'eau peut découper presque tous les types de pierre. Il peut couper toutes les pierres couramment utilisées dans les projets industriels. En voici quelques-unes :

• Marbre
• Calcaire
• Pierre précieuse
• Quartz
• Granit
• Basalte
• Obsidienne

Il convient de mentionner qu'une découpeuse à jet d'eau bien réglée peut découper n'importe laquelle de ces pierres dans n'importe quelle forme, quelle que soit leur épaisseur. La seule limite est la puissance de votre découpeuse à jet d'eau. Les jets d'eau haut de gamme peuvent produire jusqu'à 90 000 psi de pression brute.

Applications de la pierre de découpe au jet d'eau

Pierre de découpe au jet d'eau a de nombreuses applications car le grès devient un produit industriel de plus en plus populaire. Un grand nombre d'industries importantes utilisent la pierre comme matériau de base, de sorte qu'un outil aussi précis que le jet d'eau est indispensable.

Cela dit, voici quelques domaines dans lesquels les découpeurs à jet d'eau sont très souvent utilisés :

1. La construction

Les blocs de pierre sont très courants dans la construction et les découpeurs à jet d'eau peuvent facilement les découper et les façonner. Le jet d'eau est également utilisé dans les carrières pour découper de gros morceaux de grès et de calcaire afin de fabriquer de grands blocs de pierre destinés à divers usages. 

Les carreaux de marbre et les carreaux de pierre sont également découpés à l'aide de découpeuses à jet d'eau. L'utilisation de découpeurs à jet d'eau au lieu de lames diamantées traditionnelles est généralement plus efficace en termes d'énergie et de coûts. Les pierres utilisées dans les chaussées bénéficient également de la découpe au jet d'eau pour des raisons similaires.

2. Décorations

L'industrie de la décoration intérieure utilise également des découpeuses à jet d'eau dans différents secteurs. Les plateaux de table en granit, les postes de travail, les carreaux décoratifs et bien d'autres entrent dans cette catégorie. Les segments véritablement innovants restent les produits sur mesure, dans lesquels diverses entreprises commencent à s'aventurer.

Le jet d'eau à 5 axes dispose d'un angle de coupe très flexible et précis qui dépasse toutes les méthodes de coupe traditionnelles. Vous pouvez les utiliser pour produire en masse des pièces décoratives qui nécessiteraient autrement des mois de travail de ciselage de la part des sculpteurs. A Gentry 5 axes La découpeuse à jet d'eau à grande échelle permet de réaliser presque tous les types de travaux de précision sur la pierre.

Avantages de la découpe au jet d'eau de la pierre

L'utilisation du jet d'eau pour découper les pierres et les minéraux présente plusieurs avantages. Tout d'abord, il est nettement moins cher que les découpeurs industriels similaires tels que le laser et le plasma. Les coûts d'exploitation sont également moins élevés. 

Les découpeurs à jet d'eau présentent également des avantages pratiques uniques qui en font un meilleur choix pour la taille des pierres. En voici quelques exemples :

1. Parfait pour les matériaux sensibles à la chaleur

La découpe au jet d'eau est un procédé de découpe à froid qui ne génère ni friction ni chaleur. C'est donc l'outil idéal pour découper des objets sensibles à la chaleur. Les roches ne sont généralement pas très sensibles à la chaleur, mais il est préférable de ne pas les exposer à une température trop élevée.

Cependant, les grandes plaques de roche peuvent contenir des poches d'eau qui peuvent provoquer des explosions dangereuses lors de la découpe au laser ou au plasma. C'est pourquoi la découpeuse à jet d'eau reste la meilleure option pour découper des pierres de grande taille.

Le processus de découpe à froid sollicite également beaucoup moins le matériau. Cela permet d'éviter la décoloration ou toute autre réaction liée à la chaleur.

2. Force de coupe plus forte

Les découpeurs à jet d'eau sont brutalement efficaces pour découper des objets plus épais que les découpeurs au laser ou au plasma. L'eau sous pression coupe les roches sans effort tant que vous continuez à l'alimenter en grenat. L'abrasion traverse la pierre et laisse une surface lisse.

En raison de sa résistance, le jet d'eau est aujourd'hui la méthode préférée pour découper des objets de grande taille. Il coupe également sans laisser de fissures sur la pierre, ce qui est une autre raison de l'envisager.

3. Sans poussière

La poussière est l'un des risques les plus importants pour la santé lorsque l'on travaille avec des pierres. Une exposition prolongée à la poussière de pierre peut facilement entraîner des problèmes respiratoires. Toutefois, les découpeuses à jet d'eau sont totalement dépourvues de poussière, car l'eau pousse tous les débris dans le réservoir du portique situé en dessous.

Bien que vous deviez éventuellement nettoyer le réservoir, il n'y a aucun risque pour votre santé ou celle de vos employés.

4. Précision

Les découpeurs à jet d'eau sont trompeurs et précis et ne cessent de s'améliorer avec les nouvelles technologies. Les versions actuelles les plus avancées peuvent utiliser des têtes de coupe à 5 axes pour déplacer la buse à 60°. Cela permet au jet d'eau de dessiner des courbes délicates sur la pierre.

À cet égard, il est également possible de graver différents motifs sur la surface d'une pierre en ajustant soigneusement la puissance du jet d'eau. Pour des raisons esthétiques, cette opération est souvent réalisée sur le marbre, le granit et l'obsidienne.

5. Sans danger pour l'environnement

Les découpeurs à jet d'eau utilisent des matériaux recyclables pour leur fonctionnement. L'eau peut être purifiée et réutilisée, et le grenat peut être recyclé dans des installations spéciales. À long terme, aucun matériau n'est gaspillé. Les machines ne consomment même pas trop d'eau pendant leur fonctionnement. 

Comme il s'agit d'une méthode de coupe sans chaleur et qu'il n'y a pas de friction générée au cours du processus, il n'y a pas non plus d'émission de gaz nocifs.

Conseils et précautions pour la découpe de la pierre au jet d'eau

Dans l'ensemble, les découpeurs à jet d'eau sont très simples et faciles à utiliser. Après quelques séances de formation, vous pouvez même assurer vous-même l'entretien technique. Toutefois, l'utilisation des découpeuses à jet d'eau présente certains risques si l'on ne respecte pas certaines règles de sécurité. 

Voici quelques conseils et précautions qui peuvent rendre votre expérience avec les hydrojets plus agréable :

1. Ne pas laisser le jet d'eau à l'arrêt trop longtemps

Nous ne plaisantons pas lorsque nous disons que les jets d'eau peuvent couper n'importe quoi, y compris votre sol. C'est pourquoi il n'est jamais bon de maintenir le jet d'eau à pleine puissance et de le faire fonctionner au même endroit pendant une durée anormalement longue.

Le portique contient beaucoup d'eau, ce qui amortit la force de coupe une fois que le jet d'eau passe sous la surface de coupe. Mais cela ne suffit pas à stopper complètement l'érosion. Certaines personnes placent des plaques AR ou plaques résistantes à l'abrasion sous le portique pour se prémunir contre de telles situations.

Toutefois, il n'est généralement pas nécessaire d'aller aussi loin. Il suffit de l'utiliser avec prudence pour éviter de telles conséquences.

2. Placer la feuille de bois en dessous

Lorsque vous découpez de petites formes ou des contours dans une dalle de pierre, il est préférable de placer du carton ou autre chose sur les nervures de support. Les nervures de support sont assez éloignées les unes des autres et vos petites découpes tomberaient dans le bourbier du portique si vous n'aviez rien pour les empêcher de tomber.

Vous pouvez toujours le récupérer manuellement si cela se produit. Mais la recherche d'un petit objet dans un grand portique est pour le moins difficile. Il est donc toujours préférable de ne pas le laisser tomber par la fente.

3. Ne pas travailler près du bord

Pour les grandes machines de découpe au jet d'eau à usage intensif équipées de têtes de découpe à 5 axes, vous devrez placer le matériau plus au centre avant de le travailler. Si vous placez le matériau de base près du bord de la cuve, vous risquez d'endommager la cuve elle-même. 

Cela se produit généralement lorsque le jet d'eau est trop incliné et qu'il fait face aux parois du réservoir sur le côté plutôt qu'au fond du réservoir. Le jet d'eau peut alors endommager les parois et même vous blesser si vous vous tenez trop près.

C'est pourquoi il est d'usage de placer la pièce plus au centre du portique afin que les jets parasites restent éloignés des parois.

4. Fixer fermement la pièce à travailler avant d'utiliser le cutter

Lorsque vous travaillez avec des pierres, vous devez fixer l'objet sur les nervures de soutien afin qu'il ne se déplace pas lorsque le jet d'eau frappe. Le jet d'eau n'est pas comme une découpeuse laser qui brûle le matériau sans appliquer de force. Le jet d'eau se déplace plus vite que le mur du son et a une puissance considérable.

Si votre matériau n'est pas fixé, il bougera sous l'effet de l'eau et gâchera la coupe. Cela peut entraîner des coupes irrégulières ou même des accidents. Vous devriez également vous procurer un petit aimant de préhension pour mieux manipuler votre matériau, en particulier lorsque vous travaillez avec du métal. En revanche, les aimants ne sont pas très utiles pour les roches.

5. Utilisation du grenat

Il existe une corrélation entre la qualité du grenat et la qualité de la finition finale. Les gros grains de grenat ont tendance à avoir un impact plus fort sur la surface, mais ils sont aussi plus épars. Cela conduit à une coupe légèrement plus grossière qu'avec un grenat plus fin.

Un grenat plus fin, avec une maille de 80/90, permet d'obtenir des coupes nettement plus fines. Ce type de grenat est fortement recommandé pour les travaux de précision tels que la conception et la sculpture. Toutefois, le grenat grossier de qualité médiocre par défaut a également son utilité. 

Les grenats grossiers et de mauvaise qualité ont une force d'impact et d'abrasion plus élevée que les grenats plus fins. Il est donc préférable de l'utiliser pour couper des roches plus grandes ou plus épaisses, car il offre un meilleur pouvoir de pénétration.

FAQ pour la pierre de découpe au jet d'eau

Quelques questions reviennent souvent lorsque l'on assiste à une démonstration de découpe au jet d'eau. En voici quelques-unes qui méritent d'être soulignées :

Q. Pouvez-vous recycler le grenat ?

Oui et non. Oui, le grenat utilisé pour la découpe peut être recyclé, mais vous ne pouvez pas le faire vous-même. Il ne suffit pas de ramasser le grenat dans le bourbier du portique. Vous avez besoin d'une installation de traitement particulière pour trier le métal, les copeaux de roche et les autres débris du grenat.

Le processus nécessite des machines et des infrastructures spécifiques. Il est donc souvent préférable d'acheter un nouveau lot de grenat.

Q. Quel est le débit d'eau nécessaire ?

Contrairement à la croyance populaire, les machines à jet d'eau ne consomment pas beaucoup d'eau. Cinq gallons par minute suffisent généralement pour la plupart des machines. Toute cette eau n'est d'ailleurs pas utilisée pour la découpe. Une bonne partie de l'eau est utilisée pour refroidir la pompe.

Q. Une découpeuse à jet d'eau est-elle livrée préinstallée ?

Les plus petits le font, mais quelque chose comme un portique devra être expédié sous forme de composants séparés. Vous devrez ensuite les réassembler sur place. Prenez ceci HEAD par exemple. Il pèse 4300 kg et est naturellement très volumineux. La plupart des établissements ne peuvent même pas le faire passer par leur porte.

Q. La buse s'use-t-elle ?

La buse s'use avec le temps et vous devrez la remplacer toutes les 300 heures de fonctionnement environ. Vous devrez également remplacer le pare-éclats. Les découpeurs au jet d'eau comportent quelques autres pièces d'usure dans la pompe elle-même.

Vous devrez souvent remplacer d'autres pièces telles que la tête de coupe, le tube de mélange, etc. La plupart des pièces remplaçables se trouvent sur la pompe et la buse. Il peut arriver que vous deviez remplacer le tuyau du distributeur d'abrasif s'il est endommagé, mais cela n'arrive pas très souvent.

Q. Faut-il changer les côtes de soutien ?

Oui, vous devez changer les nervures de support. Les nervures de support permettent de maintenir le matériau en place lorsque le jet d'eau effectue la découpe. Elles doivent souvent résister à la pression de l'eau et s'usent beaucoup plus rapidement que les autres pièces d'usure.

Conclusion

Les découpeurs à jet d'eau conviennent parfaitement au traitement de la pierre et d'autres composants minéraux. C'est pourquoi la découpe de la pierre au jet d'eau est devenue une pratique courante dans de nombreux endroits. Il s'agit d'une technologie de découpe polyvalente qui permet de travailler avec différents matériaux. Hormis leur taille plutôt encombrante, les découpeuses à jet d'eau n'ont pas d'inconvénients.

Cela dit, si vous êtes intéressé par les découpeurs à jet d'eau, vous devriez découvrez notre collection. Nous fournissons des hydrojets haut de gamme et d'autres machines de coupe industrielles à l'échelle mondiale.