La découpe au jet d'eau est un procédé révolutionnaire qui permet de découper divers matériaux avec une grande précision et des dommages thermiques minimes. L'un des facteurs clés qui déterminent les performances de la découpe au jet d'eau est sa vitesse.

Dans cet article, nous examinerons l'influence de la vitesse sur la découpe au jet d'eau et la relation entre la vitesse, la qualité de la découpe et l'état de surface. Nous comparerons également vitesse de coupe au jet d'eau avec d'autres méthodes de coupe. Commençons donc.

Quelle est la vitesse de coupe d'un jet d'eau ?

La puissance de la pompe détermine principalement une jet d'eau la vitesse de coupe. Plus la puissance est élevée, plus la vitesse de la machine de découpe au jet d'eau est importante. Notre machine de découpe au jet d'eau typique fonctionne dans une plage de pression comprise entre 40 000 et 60 000 psi (le psi est la mesure de la pression). 

À une pression de 40 000 psi, l'eau est projetée hors de la buse à une vitesse d'environ Mach 3 (760 m/s). Pour découper efficacement les matériaux, l'eau est projetée à une vitesse supérieure à Mach 3 (1020 m/s) lorsque la pression est portée à 60 000 psi.

Quels sont les facteurs qui influencent la vitesse de coupe au jet d'eau ?

Découpe au jet d'eau est une méthode très efficace utilisée dans diverses industries pour la découpe de précision. La vitesse de la machine à jet d'eau dépend de plusieurs facteurs qui sont cruciaux pour déterminer la vitesse de coupe. Voici les éléments importants qui influencent la vitesse de la découpe au jet d'eau :

Pression

La pression de la machine à jet d'eau est un facteur critique qui influence la vitesse de coupe. Plus la pression est élevée, plus la vitesse de l'eau est rapide, ce qui augmente directement la force de coupe.

La vitesse de l'eau est principalement déterminée par la pompe à haute pression utilisée pour accélérer son débit. L'augmentation de la pression peut également améliorer la qualité de la section du trait de scie, ce qui permet d'obtenir de meilleurs résultats de coupe.

Abrasifs usagés

La taille, la qualité et la quantité des abrasifs utilisés dans la découpe au jet d'eau influent également sur la vitesse de coupe. Les abrasifs plus durs offrent une vitesse de coupe plus élevée. L'abrasif standard dans l'industrie est le grenat avec un maillage de 80.

Cependant, le grenat lui-même existe en différentes qualités et variations. Pour obtenir des résultats de coupe optimaux, il est judicieux d'utiliser un grenat à grain fin et de bonne homogénéité.

Diamètre de la buse

Le diamètre de la buse utilisée dans la découpe au jet d'eau joue un rôle important dans la détermination de la vitesse de coupe. Une buse de plus grand diamètre laisse passer plus d'eau, ce qui augmente la puissance d'érosion de l'eau. Toutefois, l'utilisation d'une grande buse peut rendre plus difficile le maintien de la pression très élevée du jet d'eau.

Par exemple, la découpe d'une feuille d'aluminium de 5 mm avec une buse de 0,007" de diamètre peut être effectuée à une vitesse d'environ 15 pouces par minute, tandis que l'utilisation d'une buse de 0,014" de diamètre peut augmenter la vitesse de découpe à environ 40 pouces par minute.

Il est important de noter qu'un diamètre de buse plus grand entraîne un débit d'eau et d'abrasifs plus important par minute, ce qui peut augmenter le coût global du processus.

Epaisseur du matériau

L'épaisseur du matériau à découper est un facteur important qui influe sur la vitesse de découpe au jet d'eau. En général, la vitesse de coupe diminue à mesure que l'épaisseur du matériau augmente. Par exemple, un découpeur à jet d'eau peut découper une feuille d'acier inoxydable de 6 mm d'épaisseur à une vitesse de 6 pouces par minute.

Cependant, la découpe d'une feuille d'acier inoxydable de 20 mm d'épaisseur avec le même cutter et le même diamètre de buse peut réduire la vitesse de découpe à environ 2 pouces par seconde. Les matériaux plus épais nécessitent une plus grande force de coupe, ce qui se traduit en fin de compte par une vitesse de coupe plus lente.

Type de matériau

Les caractéristiques physiques des différents matériaux varient et influencent la vitesse de coupe du jet d'eau. Les matériaux souples et poreux sont plus faciles à découper, tandis que les matériaux plus durs prennent plus de temps.

Par exemple, un découpeur à jet d'eau typique peut découper un verre d'un demi-pouce d'épaisseur à une vitesse de 12 pouces par minute. En revanche, la découpe d'une feuille de titane d'un demi-pouce d'épaisseur avec le même outil peut réduire la vitesse à 6 pouces par minute.

Débit et qualité de l'eau

La qualité de l'eau utilisée dans un système de jet d'eau a un impact significatif sur la vitesse de coupe. Les impuretés contenues dans une eau de mauvaise qualité peuvent obstruer les buses et les tubes de la machine, ce qui entraîne un ralentissement du processus de découpe et une défaillance de l'équipement. L'utilisation d'une eau traitée garantit une coupe plus rapide et augmente la durée de vie de l'équipement.

En outre, le réglage du débit de l'eau peut influer sur la vitesse de coupe. Un débit plus élevé se traduit par un processus de coupe plus rapide en raison de l'augmentation de la force d'érosion.

Toutefois, un débit plus élevé peut également entraîner une détérioration plus rapide des composants et une augmentation des coûts d'exploitation. Pour trouver le débit optimal, il faut tester différents débits sur différents cas d'utilisation.

Angle du cône

L'angle de conicité a un effet mineur sur la vitesse de coupe dans l'usinage au jet d'eau. Les angles aigus peuvent accélérer le processus de coupe, tandis que les angles coniques faibles peuvent le ralentir.

Cependant, il est important de noter que les angles abrupts peuvent compromettre la précision de la coupe. Il est donc essentiel d'équilibrer la vitesse et la précision lors de l'examen de l'angle de conicité.

Longueur du tube de mise au point

La longueur du tube de focalisation a une relation négative avec la vitesse de coupe. La vitesse du jet d'eau diminue à mesure que le tube s'allonge.

Cela entraîne une diminution de la précision et de la vitesse de coupe. La précision et la vitesse de coupe sont maintenues avec un tube plus court.

Style de coupe

Les coupes les plus rapides sont celles qui sont droites. La vitesse de coupe est réduite car la tête de coupe du jet d'eau doit s'arrêter puis se déplacer à nouveau pour effectuer une rotation de 90 degrés.

L'utilisation d'arêtes arrondies plutôt que d'arêtes vives est la meilleure technique pour augmenter la vitesse de coupe. La machine peut ainsi continuer à couper autour du coude sans s'arrêter.

Expérience de l'opérateur

Les opérateurs qualifiés peuvent régler la machine pour obtenir une qualité et une vitesse de coupe optimales. Il faut parfois du temps aux opérateurs inexpérimentés qui découvrent la procédure pour régler la machine et comprendre les résultats en cours de route.

Les travailleurs non qualifiés peuvent avoir besoin de temps et de beaucoup d'essais et d'erreurs pour optimiser le processus en vue d'une plus grande rapidité. Par conséquent, si la coupe à grande vitesse est votre priorité, assurez-vous qu'une personne qualifiée utilise la machine.

Stabilité du réseau électrique

Même lorsque l'équipement à jet d'eau fonctionne parfaitement, les fabricants constatent souvent une diminution de la vitesse de coupe. Les fluctuations de l'alimentation électrique de l'équipement sont à l'origine de ce phénomène.

L'équipement lui-même peut également être endommagé par ces variations, qui réduisent encore la vitesse de coupe. Assurez-vous que votre réseau électrique est stable pour un fonctionnement plus rapide et plus efficace du jet d'eau.

Relation entre la vitesse de coupe au jet d'eau, la qualité de coupe et l'état de surface

La relation entre la vitesse de coupe au jet d'eau, la qualité de la coupe et la finition de la surface est cruciale. Deux caractéristiques notables de la technologie du jet d'eau qui affectent directement le résultat sont le décalage du flux et la conicité.

À mesure que la vitesse de coupe augmente, le décalage du jet d'eau, c'est-à-dire le délai entre le contact initial du jet d'eau et le matériau à découper, devient plus prononcé. Une coupe trop rapide peut entraîner un décalage de flux qui a un impact négatif sur la qualité globale de la coupe.

En outre, la vitesse à laquelle la coupe est effectuée peut également influencer la conicité, qui est la variation de la largeur de la coupe de haut en bas ou vice versa. Lorsque la vitesse de coupe est trop lente, une conicité peut se produire. Cela affecte la douceur de la surface en créant une coupe plus large à une extrémité qu'à l'autre.

Comment la vitesse de découpe au jet d'eau se compare-t-elle aux autres procédés de découpe ?

Pour comparer la vitesse de découpe au jet d'eau avec d'autres méthodes, il est essentiel de tenir compte du type de matériau à découper, de son épaisseur et de la qualité requise. Voici une comparaison générale :

Découpe au jet d'eau ou au laser

Découpe au laser est généralement plus rapide que la découpe au jet d'eau. Cependant, la découpe au laser génère de la chaleur, ce qui peut provoquer des dommages thermiques ou des déformations dans certains matériaux.

La découpe au jet d'eau, qui est un processus de découpe à froid, évite ce problème, ce qui en fait un meilleur choix pour les matériaux sensibles à la chaleur.

Découpe au jet d'eau ou au plasma

Découpe au plasma est généralement plus rapide que la découpe au jet d'eau pour les matériaux qu'elle peut traiter efficacement, y compris les métaux comme l'acier.

Toutefois, comme la découpe au laser, la découpe au plasma peut provoquer des dommages thermiques. En outre, les découpeurs plasma peuvent avoir des difficultés à réaliser des coupes de précision sur des matériaux plus fins et non conducteurs, contrairement aux découpeurs à jet d'eau.

Jet d'eau et électroérosion à fil

EDM à fil (usinage par décharge électrique) est une méthode qui utilise des décharges électriques pour découper les matériaux. Bien que précise, cette méthode est généralement dix fois plus lente que la découpe au jet d'eau, en particulier pour les matériaux plus épais.

En outre, l'électroérosion peut généralement découper des matériaux conducteurs, tandis que la découpe au jet d'eau peut traiter une gamme plus large de matériaux.

Conclusion

La vitesse de découpe au jet d'eau est un facteur critique qui peut faire ou défaire vos opérations de découpe. Vous comprenez maintenant les facteurs qui affectent la vitesse de coupe et vous pouvez l'optimiser en conséquence. En fin de compte, vous obtiendrez une meilleure productivité, une meilleure qualité de coupe et des économies. 

Cependant, vous devez sélectionner le bon type de machine et former votre personnel pour qu'il l'utilise de manière sûre et efficace. Pourquoi ne pas nous contacter de s'en occuper pour vous ? Nous vous aidons à trouver le la meilleure solution de découpe au jet d'eau pour vos besoins.