Il taglio a getto d'acqua ha trasformato l'industria della fabbricazione dei metalli grazie alla sua capacità di tagliare diversi metalli con una precisione e un'efficienza fantastiche. Questa tecnologia avanzata utilizza un flusso d'acqua ad alta pressione e materiali abrasivi per tagliare il metallo come un coltello caldo nel burro.

Questo articolo tratterà tutto ciò che c'è da sapere sul taglio del metallo a getto d'acqua. Quindi, tuffiamoci subito!

Il getto d'acqua può tagliare il metallo?

Sì, un getto d'acqua può tagliare il metallo. A taglierina a getto d'acqua è un potente strumento industriale in grado di tagliare diversi materiali. Utilizza un getto d'acqua o una miscela di acqua e materiale abrasivo ad altissima pressione.

Quando il getto non contiene alcun materiale abrasivo, si parla di getto d'acqua puro o di taglio con sola acqua, ed è adatto al taglio di materiali morbidi come il legno o la gomma. Quando il getto è addizionato di materiale abrasivo, si chiama getto abrasivo e può tagliare materiali duri come metallo, pietra o vetro.

Come funziona il taglio del metallo a getto d'acqua?

Il taglio del metallo a getto d'acqua è un processo non termico che utilizza un flusso d'acqua ad alta pressione mescolato a particelle abrasive per tagliare i materiali. Ecco come funziona:

Acqua e abrasivo

Il metodo di taglio a getto d'acqua è una procedura di segatura meccanica che utilizza un sottile flusso d'acqua combinato con granato frantumato (o altri materiali). materiali abrasivi) per creare particelle taglienti. Il granato è comunemente usato per tagliare le lastre di metallo grazie alla sua durezza.

Velocità e pressione

L'acqua viene pressurizzata ad altissima pressione per tagliare i materiali rigidi, da 50.000 a 90.000 PSI.

L'acqua viene quindi espulsa attraverso una piccola apertura, in genere di diametro compreso tra 5 e 15 millesimi di pollice, dando origine a un getto d'acqua supersonico.

Incorporazione di abrasivi

Il flusso d'acqua passa attraverso una camera e si mescola con le particelle abrasive, assicurando che siano completamente incorporate e che viaggino nella stessa direzione. La miscela viene quindi inviata attraverso un tubo o un ugello di focalizzazione.

Processo di taglio

Il flusso supersonico di acqua e abrasivo emerge dal tubo di focalizzazione e consuma il materiale.

Ogni particella abrasiva erode una piccola quantità di materiale, producendo pochissimo calore. Il flusso d'acqua raffredda rapidamente il calore generato, evitando la formazione di una zona termicamente alterata.

Tagli dritti e precisi

L'alta velocità del flusso d'acqua mantiene le particelle abrasive su un percorso rettilineo anche dopo l'uscita dal tubo di focalizzazione. In questo modo si ottengono tagli precisi e rettilinei su vari materiali senza una zona interessata dal calore.

Quali tipi di metallo possono essere tagliati con il getto d'acqua?

Il metallo è un materiale comune e ampiamente utilizzato che viene spesso tagliato nelle officine meccaniche. I getti d'acqua possono tagliare questi metalli in modo rapido, preciso e pulito. Il getto d'acqua può tagliare una varietà di metalli con facilità e precisione. Alcuni dei metalli che il waterjet può tagliare sono:

Acciaio per utensili

Questo metallo è difficile da fresare con i metodi convenzionali, soprattutto dopo la tempra. Il taglio a getto d'acqua semplifica la profilatura dell'acciaio per utensili.

Inoltre, è possibile temprarlo prima o dopo il taglio. La durezza dell'acciaio influisce poco sulle prestazioni del getto d'acqua.

Titanio

Questo metallo è raro e costoso e rappresenta una sfida per i metodi di lavorazione tradizionali. Il taglio a getto d'acqua offre una soluzione economica per il taglio del titanio, consentendo un nesting stretto, un utilizzo ottimale del materiale e il riutilizzo degli scarti.

Le idrogetti producono inoltre pochissimi scarti durante il taglio del titanio. Ciò significa che è possibile risparmiare sui materiali e ottenere ogni volta una finitura pulita e impeccabile! Il taglio a getto d'acqua preserva inoltre la qualità del titanio, poiché non genera calore o stress.

Rame e ottone

Questi metalli sono difficili da tagliare strumenti convenzionaliperché tendono a intasarli. Inoltre, non sono adatti al taglio laser, poiché riflettono il raggio.

Il taglio a getto d'acqua è in grado di tagliare facilmente e senza problemi il rame e l'ottone, rappresentando così l'opzione migliore per questi metalli.

Alluminio

L'alluminio è uno dei metalli più facili da tagliare con la waterjet grazie alla sua relativa morbidezza. Questo metallo è leggero e resistente, ma anche soggetto a deformazioni.

In genere, il laser può tagliare l'alluminio fino a 8 mm di spessore, ma il getto d'acqua può tagliarlo fino a 170 mm di spessore con risultati eccellenti. Il taglio a getto d'acqua può anche gestire forme complesse e dettagli intricati che l'alluminio richiede.

Acciaio (dolce e inossidabile)

Questo metallo è adatto al taglio al plasma, al laser e al getto d'acqua, anche dopo l'indurimento. Il plasma può tagliare acciaio fino a 80 mm di spessore, il laser fino a 25 mm di spessore e il getto d'acqua fino a 170 mm di spessore.

Il taglio a getto d'acqua è una buona opzione per i prodotti sensibili al calore, in quanto non produce calore o zone termicamente alterate.

Leghe

I getti d'acqua possono anche tagliare leghe metalliche che di solito sono difficili da tagliare con altri metodi, come l'Inconel e l'Hastelloy. I getti d'acqua non causano bruciature, rimozione di scorie, distorsioni termiche o cambiamenti molecolari in queste leghe.

Altri metodi di taglio possono richiedere troppo tempo, sollecitare eccessivamente il materiale o usurare gli strumenti di taglio. I getti d'acqua offrono un'alternativa più economica ed efficiente.

Applicazioni del taglio a getto d'acqua del metallo

Per quanto riguarda il taglio di precisione nell'industria metallica, il taglio a getto d'acqua è emerso come una soluzione altamente efficiente e versatile. Ecco le numerose applicazioni di taglio a getto d'acqua nell'industria metallurgica:

Industria automobilistica

Le macchine da taglio a getto d'acqua hanno un'ampia gamma di applicazioni nell'industria automobilistica. Possono tagliare le parti esterne e interne dei veicoli con diversi tipi di getti d'acqua. I getti d'acqua abrasivi sono ideali per tagliare i pannelli della carrozzeria in metallo, mentre i getti d'acqua puri possono trattare materiali più morbidi come tappeti e isolanti.

Il taglio a getto d'acqua consente anche di creare forme complesse, come ad esempio parti intricate del motore, con l'aiuto di macchine a cinque o sei assi. Questo processo di taglio multiasse può ridurre i costi di lavorazione e aumentare l'efficienza della produzione di molti piccoli componenti nell'industria automobilistica.

Uno dei principali vantaggi del taglio a getto d'acqua nell'industria automobilistica è la sua capacità di produrre superfici lisce e prive di bave senza generare calore, gas o vapori nocivi. Inoltre, riduce al minimo la quantità di materiale di scarto e garantisce una finitura di alta qualità.

Industria aerospaziale

Il taglio a getto d'acqua è fondamentale nell'industria aerospaziale per la sua versatilità e precisione. Sia che si tratti di modellare intricati pezzi di astronavi o di tagliare componenti metallici per i motori dell'aviazione, il taglio a getto d'acqua garantisce un'accuratezza e una qualità senza pari.

Uno dei vantaggi principali del taglio a getto d'acqua nell'industria aerospaziale e aeronautica è la capacità di tagliare materiali sensibili al calore senza causare distorsioni o danni termici. In questo modo si evitano anche i più piccoli errori o difetti strutturali con conseguenze potenzialmente disastrose.

Queste industrie utilizzano ampiamente le frese a getto d'acqua per fabbricare materiali compositi per aeroplani e produrre parti per motori a reazione, pale di turbine e altro ancora. Il metodo consente di tagliare con precisione forme complesse da materiali come compositi, titanio e alluminio. È in grado di lavorare materiali con uno spessore fino a 15 centimetri.

Industria elettronica

Il taglio a getto d'acqua ha molte applicazioni nell'industria elettronica, come il taglio di wafer di silicio e la creazione di circuiti stampati. Inoltre, il taglio e la sagomatura precisi di componenti metallici per dispositivi elettronici, come smartphone, laptop e schede elettroniche, sono ora possibili grazie al taglio a getto d'acqua.

Le frese a getto d'acqua sono adatte a questo settore perché possono raggiungere un'elevata precisione senza danneggiare i fragili componenti elettronici.

Il taglio a getto d'acqua è anche un processo a freddo che non produce calore, il che è vantaggioso per l'industria elettronica, dove sono coinvolti componenti sensibili al calore.

Lavorazione del metallo

Il taglio a getto d'acqua è ampiamente utilizzato nei processi di fabbricazione dei metalli. Sia che si tratti di tagliare forme intricate o di creare fori precisi, il taglio a getto d'acqua offre una precisione e una velocità senza pari. Può tagliare metalli spessi, come l'acciaio inossidabile e l'alluminio.

Questo lo rende una scelta eccellente per i fabbricanti che lavorano con un'ampia gamma di materiali. I tagli netti prodotti dal taglio a getto d'acqua eliminano la necessità di processi di finitura secondari, facendo risparmiare tempo e denaro.

Settore della difesa

Il taglio a getto d'acqua abrasivo è utilizzato per realizzare parti e componenti di attrezzature militari nel settore della difesa. È in grado di tagliare i materiali compositi di kevlar, utilizzati per le armature dei veicoli e delle persone, nonché lastre di acciaio pesante fino a 250 mm.

Il taglio a getto d'acqua abrasivo è ideale per la difesa perché può tagliare i materiali più duri, come metalli, compositi e ceramiche. Offre inoltre vantaggi quali la precisione e la creazione di forme complesse senza modificare la struttura molecolare o le proprietà del materiale.

Settore medico

La tecnologia a getto d'acqua ha molti vantaggi per il settore medico, in particolare per quanto riguarda la produzione impianti e protesi.

Il taglio a getto d'acqua è ideale per il settore medico grazie alla sua precisione e igiene. Viene utilizzato per tagliare piccoli pezzi di materiale per dispositivi medici e diagnostici.

Arti architettoniche e visive

La tecnologia a getto d'acqua è in grado di creare tagli complessi e precisi in pietre, vetro, metallo e altri materiali. Può tagliare spessori da 1 mm a 300 mm in modo molto più rapido ed efficiente rispetto al passato.

Questo lo rende adatto ad applicazioni architettoniche come la realizzazione di vetrate e pannelli metallici decorativi.

Vantaggi del taglio a getto d'acqua del metallo

Taglio a getto d'acqua si distingue da altre tecnologie, come l'elettroerosione a filo, il plasma, la lavorazione meccanica, il laser e così via, perché presenta alcuni vantaggi unici. Eccoli:

Efficienza dei costi

Uno dei principali vantaggi del taglio a getto d'acqua è il suo basso costo operativo, pari a circa $14,00 all'ora. Questo è il prezzo finale dopo aver considerato il materiale del prodotto, la manodopera, il margine di profitto, ecc.

Tuttavia, è necessario pagare un extra se è necessario utilizzare materiale abrasivo. Il costo dell'abrasivo può variare da $0,20 a $0,35 per libbra. Può essere utilizzato fino a $35,00 all'ora, a seconda della potenza della pompa e della durata del taglio.

Il taglio a getto d'acqua permette di risparmiare anche in altri modi, ad esempio consentendo una rapida transizione dalla progettazione al taglio, una velocità di taglio elevata e tempi di allestimento ridotti. Poiché le forze tangenziali sono basse, non è necessario bloccare il materiale per la maggior parte del tempo.

Senza calore o sostanze chimiche

L'acqua e l'abrasivo sono gli unici materiali utilizzati in questo tipo di erosione, che si chiama "taglio a freddo". Il flusso d'acqua raffredda il calore prodotto durante il processo di erosione. Ciò elimina la necessità di ulteriori lavorazioni, evitando la piegatura, la distorsione e l'indurimento del materiale che spesso si verificano con il plasma, il laser e la lavorazione.

È anche più sicuro per l'ambiente e per gli operatori perché non produce vapori o fumi. La polvere generata durante il processo di erosione viene intrappolata nell'acqua e successivamente filtrata in modo sicuro.

Eccellente qualità dei bordi

La qualità dei bordi offerta dal taglio a getto d'acqua è uno dei motivi principali per cui i professionisti lo scelgono. Il taglio a getto d'acqua consiste nel colpire l'oggetto con un flusso d'acqua molto sottile.

Ciò significa che le frese in metallo non sfregano l'oggetto. Il risultato è una finitura liscia e un'eccellente qualità dei bordi.

Forme di taglio multiple e taglio multiasse

Il taglio a getto d'acqua non si limita al taglio di linee rette. È anche possibile realizzare altre forme di taglio sul pezzo. I buoni plotter da taglio a getto d'acqua sono dotati di un software aggiuntivo con molte forme di taglio già programmate.

Il taglio a getto d'acqua è anche un metodo di taglio multiasse. Con una buona fresa a getto d'acqua è possibile tagliare su 5 assi diversi. Questo facilita la creazione di pezzi complessi, come le piccole parti del motore. I vantaggi del taglio a getto d'acqua a 5 assi rispetto ai tradizionali metodi a 3 assi sono la flessibilità, la velocità di taglio e la riduzione del lavoro umano.

Tolleranze di taglio inferiori e migliore precisione

La tolleranza di taglio è la differenza tra il taglio previsto e quello effettivamente realizzato dal processo di taglio. La tolleranza di taglio riflette la precisione (o la mancanza di precisione) del processo di taglio in termini semplici. Più bassa è la tolleranza, maggiore è la precisione.

La tolleranza del taglio a getto d'acqua è una delle più basse disponibili. Uno dei motivi principali è che il taglio viene eseguito da un piccolo flusso d'acqua. Un'altra ragione importante è che il taglio a getto d'acqua non comporta la fusione dei materiali perché è un metodo di taglio a freddo.

Versatilità/Flessibilità

Quasi tutti i settori industriali utilizzano il taglio a getto d'acqua perché è in grado di tagliare quasi tutti i materiali a costi ragionevoli e senza alterarne le proprietà. Il getto d'acqua può tagliare materiali da 0,010″ in acrilico a 10″ in acciaio inossidabile. È possibile anche impilare materiali sottili per aumentare l'efficienza e ridurre i costi.

Queste macchine hanno tavoli di diverse dimensioni, da 0,5m x 1,5m a 2m x 4m. Ma alcune macchine personalizzate possono montare tavoli enormi fino a 4 m x 18 m e supportare più teste.

Consigli e precauzioni per il taglio a getto d'acqua del metallo

Il getto d'acqua è uno strumento di taglio industriale. Pertanto, merita le stesse precauzioni di sicurezza. Seguendo i suggerimenti riportati di seguito, potrete garantire la vostra sicurezza durante il processo di taglio. Queste procedure di sicurezza non devono essere ignorate, perché potrebbero evitare incidenti mortali.

Dispositivi di protezione

Taglio a getto d'acqua richiede un equipaggiamento di sicurezza speciale rispetto ad altre operazioni industriali. Assicuratevi di indossare un equipaggiamento di sicurezza per il taglio a idrogetto. I guanti di sicurezza sono di diversi tipi. Per una protezione adeguata, indossate i guanti di sicurezza antitaglio rinforzati in Kevlar dell'associazione per la tecnologia a getto d'acqua.

Inoltre, indossate una protezione auricolare adeguata per evitare di ferirvi le orecchie. Gli occhiali di sicurezza sono essenziali per evitare danni agli occhi. Verificate che gli occhiali di sicurezza abbiano l'approvazione ISO. Ulteriori protezioni includono caschi, protezioni per ginocchia e stinchi e ginocchiere. Non ci si deve mai avvicinare al getto d'acqua, anche con misure di sicurezza supplementari.

Imparare a usare i controlli di movimento

Una macchina a getto d'acqua può spostare 100 pollici di materiale al minuto alla massima velocità. È molto veloce, come cercare di giocare a rimpiattino con un ghepardo affamato. Tenete entrambe le mani lontane da essa quando la macchina è in funzione.

È normale fermarsi e ricontrollare tutto se qualcosa non taglia nel modo desiderato. È meglio fare un lavoro un po' più lentamente che farsi male e non finirlo affatto.

Leggere il manuale di sicurezza prima dell'uso personale

Leggere sempre il manuale di sicurezza dell'operatore prima di utilizzare un getto d'acqua per uso personale. Se possedete una taglierina a getto d'acqua, dovete stabilire le vostre regole di sicurezza per il getto d'acqua. Imparate il significato di base dei simboli di sicurezza utilizzati in ogni fase del processo di idrotaglio o taglio a getto d'acqua.

La sicurezza vostra e della vostra famiglia dipende da questa importante operazione. Seguendo le istruzioni si evitano anche danni all'apparecchiatura.

Altre cose da ricordare

Assicuratevi che l'ambiente sia adatto al vostro lavoro quando utilizzate una fresa a getto d'acqua. L'apparecchiatura che si desidera utilizzare è dotata di avvertenze e istruzioni di sicurezza adeguate? In caso contrario, passate oltre!

State rispettando tutte le norme e i regolamenti stabiliti dal vostro datore di lavoro? Rivederle ora sarebbe una buona idea se non lo avete fatto per un po' di tempo.

Conclusione

Nel mondo della lavorazione dei metalli, la qualità dei tagli è fondamentale. Che si lavori con l'acciaio inossidabile, l'alluminio o qualsiasi altro tipo di metallo, ottenere tagli precisi e lisci è essenziale per realizzare prodotti di alta qualità. Una tecnologia che ha cambiato il settore del taglio dei metalli è il taglio a getto d'acqua.

Il taglio a getto d'acqua ha trasformato il settore della fabbricazione dei metalli grazie alla sua precisione, flessibilità ed efficienza. Sfruttando la potenza dell'acqua e delle particelle abrasive, questa tecnologia continua ad ampliare le possibilità di lavorazione dei metalli.

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Domande frequenti

• Quali sono i limiti del taglio a getto d'acqua?

Il taglio a getto d'acqua può tagliare solo materiali più morbidi del materiale abrasivo utilizzato. Ciò significa che il taglio a getto d'acqua non è adatto a materiali duri come i metalli. Il taglio a getto d'acqua è inoltre inefficace per i materiali di spessore superiore a quattro pollici.

• Qual è lo spessore massimo di metallo che un getto d'acqua può tagliare?

Una fresa a getto d'acqua può tagliare l'acciaio inossidabile fino a 9 pollici di spessore. Tuttavia, maggiore è lo spessore del materiale, più lungo è il processo di taglio.

Tuttavia, è possibile modificare alcuni sistemi a getto d'acqua per tagliare blocchi di acciaio da 18 pollici per applicazioni specifiche. Ma la maggior parte delle frese a getto d'acqua può essere utilizzata per tagliare acciaio da 4 pollici o meno.

• Qual è la conicità di un taglio a getto d'acqua?

Questo taglio ha un'angolazione di circa 1,1 gradi. L'angolo può variare a seconda del materiale, della qualità del taglio e dello spessore del materiale.