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Il processo di taglio a getto d’acqua
A seconda del materiale, è possibile utilizzare una miscela di acqua e una sostanza abrasiva. La miscela di acqua e abrasivo viene utilizzata per tagliare materiali duri come metallo o pietra, mentre il taglio ad acqua pura viene spesso utilizzato per materiali più morbidi come legno, plastica o gomma. Questo è chiamato taglio a getto d’acqua abrasivo, ma a volte indicato anche solo come taglio a getto d’acqua.
In pratica tutti i materiali da un capo all’altro. Il vetro temperato o materiali con tolleranza zero per l’acqua non possono essere tagliati. I materiali più comuni per il taglio a getto d’acqua sono alluminio, acciaio, ferro, compensato, tessuti, rame, bronzo, porcellana, cartone, compositi, schiume, materiali isolanti, pietra, vetro, fibra di carbonio, plastica, gomma, fibra di vetro, vetro plex, piastrelle e mattoni.
Sì, è possibile il taglio inclinato. Ciò richiede che la macchina waterjet sia dotata di una testa di taglio a 5 assi. Muototerä nel proprio centro lavorazioni waterjet conto terzi in Finlandia, dispone di macchine per eseguire tagli inclinati fino a 56 gradi. Abbiamo costruito sistemi di waterjet con angolo di taglio fino a 90 gradi.
Sì, è possibile tagliare pezzi sovrapposti uno sopra l’altro. Il taglio a getto d’acqua è un metodo di taglio non termico, quindi non vi è alcun rischio che le parti si saldino tra loro a causa degli effetti termici.
A seconda del materiale e dei parametri di taglio (acqua pura o taglio a getto d’acqua abrasivo), il taglio tipico di taglio varia tra 0,10 e 1,0 mm.
Le macchine da taglio a getto d’acqua prodotte da Muototerä hanno una velocità massima di 40/100 m / min (macchina da taglio ad acqua pura) o 15 m / min (taglio abrasivo). Materiali e spessori diversi hanno velocità di taglio diverse. Ad esempio, un alluminio spessore 20 mm può essere tagliato a circa 130 – 600 mm al minuto (3800 bar, l’abrasivo 350 g / min), a seconda della qualità della superficie desiderata. Velocità di taglio con acqua pura es. per compensato (spessore 6,5 mm) è 5000 mm / min e ad es. La lana isolante da 100 mm può essere tagliata con una velocità massima di 40 m / min.
Più lento è il getto d’acqua, più piccolo si forma il cono. Alla fine diventerà negativo riducendo la velocità. La conicità è tipicamente 0,05 – 0,2 mm, ma con i parametri corretti può essere prossima allo zero. Le teste di taglio a 5 assi possono essere compensate conica ruotando la testa di taglio. In questo modo la conicità può essere minimizzata anche con velocità di taglio più elevate e in alcuni casi rimossa completamente.
Il posizionamento e la precisione di ripetibilità della macchina da taglio a getto d’acqua è tipicamente ± 0,025 – 0,10 mm. L’effettiva precisione di taglio dipende da molti fattori: il materiale ei parametri di taglio (pressione, velocità, tipo e quantità di abrasivo / min), le condizioni di usura delle parti della macchina e la planarità del tavolo da taglio (= componente soggetto a usura). Una tipica precisione di taglio misurata dalla superficie superiore del pezzo è di circa ± 0,05 – ± 0,2 mm.
La qualità della superficie è comunemente espressa nella classificazione 1-5:
Macchine taglio waterjet
L’installazione tipica include tavolo da taglio, banco di controllo, pompa ad alta pressione, silo abrasivo, armadio elettrico e sistema di rimozione dei rifiuti. Lo spazio necessario dipende dalle dimensioni del tavolo da taglio e dall’attrezzatura aggiuntiva selezionata. Il tavolo più piccolo necessita solo di un’area di 3 x 3 m.
La qualità abrasiva più comune è 80 mesh. La 120 viene utilizzata ad esempio per tagliare il vetro. Muototerä può fornire consigli sul tipo di abrasivo a seconda dell’applicazione.
Principalmente sì, ma non lo consigliamo. Sono disponibili attrezzature per il riciclaggio, ma il processo consuma molta energia e il costo totale del processo potrebbe essere superiore rispetto all’utilizzo di un nuovo abrasivo. Il potere di taglio dell’abrasivo riciclato non è buono come quello dell’abrasivo nuovo, mentre i bordi taglienti delle particelle sono stati consumati.
Il modo migliore per rimuovere l’abrasivo dalla vasca di taglio è utilizzare il sistema di rimozione dei rifiuti di Muototerä. Pomperà l’abrasivo in una borsa grande, la stessa borsa in cui è stato consegnato l’abrasivo. Il sistema è azionato da una pompa a membrana ad azionamento pneumatico affidabile, sviluppata appositamente per la movimentazione di abrasivi e liquidi. Quando il sacco è pieno, può essere estratto e consegnato al deposito locale dei rifiuti.
La pressione massima è di 6200 bar. Il livello di pressione normalmente utilizzato è di ca. 3300-4200 bar.
Una pompa da 50 CV (37 kW) utilizza ca. 2-4 litri al minuto per il taglio. La pompa utilizza l’acqua anche per il raffreddamento, se non è in uso lo scambiatore di calore olio-aria. Il consumo di acqua di raffreddamento è di ca. 3-15L al minuto a seconda dell’acqua e della temperatura ambiente, nonché dell’uso della pompa.
Normalmente l’acqua del rubinetto è sufficiente per il taglio. Esistono alcune qualifiche per la qualità dell’acqua, che possono essere utilizzate per la valutazione della qualità. Se l’acqua è troppo dura, può causare un’usura anomala dei componenti ad alta pressione. Si consiglia vivamente di eseguire un’analisi dell’acqua prima di installare un sistema. Il risultato ci fornisce informazioni importanti nella scelta del sistema di trattamento dell’acqua appropriato. La pressione dell’acqua di alimentazione dovrebbe essere costante min. 3,5 bar. In caso di fluttuazioni di pressione nella rete idrica pubblica, il sistema deve essere dotato di serbatoio di riserva d’acqua e pompa a pressione costante. La fornitura costante di acqua di alta qualità alla pompa ad alta pressione prolunga la durata delle parti soggette ad usura nell’intensificatore.
Le parti più soggette ad usura sono gli ugelli. Ogni testa di taglio ha un orifizio per l’acqua e un tubo di focalizzazione (ugello abrasivo), se viene utilizzato l’abrasivo. L’orifizio dell’acqua può essere un ugello in zaffiro con una durata media di 40 ore o un diamante con una durata di 500 – 1000 ore o anche di più. Il tubo di messa a fuoco ha una durata media di 100-200 ore. La durata di entrambi gli ugelli è influenzata dai parametri di taglio.
La pompa ad alta pressione dovrebbe avere un servizio di manutenzione annuale. Tra i servizi annuali, potrebbe essere necessario cambiare le guarnizioni o i componenti della valvola di ritegno. La durata di una sigillatura è in genere di 500-1000 ore ed è influenzata dal livello di pressione utilizzato, dalla qualità dell’acqua e dalle azioni di servizio (pulizia). Il sistema deve essere controllato quotidianamente per rilevare perdite e testare l’attrezzatura di sicurezza. Il cambio degli ugelli è un’attività di servizio tipica per un utente.
Il valore medio del consumo di abrasivo è 180 – 600 gr al minuto. È sempre ottimizzato per esigenze di qualità del taglio, velocità ed economia.
Il programma di taglio contiene i dati necessari per l’attività di taglio. Verrà creato dal software IGEMS secondo un file CAD pronto o utilizzando comandi di disegno come Autocad. I programmi possono essere trasferiti al controllo del tavolo da taglio tramite Ethernet o memoria USB. Se c’è solo un disegno su carta, può essere scansionato in un’immagine JPG e importato nel software di programmazione.
La questione più importante è considerare l’economia complessiva dei costi del ciclo di vita. Quando si pianifica l’investimento, sarebbe opportuno stimare le ore di utilizzo settimanali ed elencare diversi tipi di utilizzo. Questo aiuta a pianificare i costi e le pratiche di assistenza / pezzi di ricambio. Un sistema di taglio a getto d’acqua realizzato da Muototerä ha una durata di 15-25 anni, quindi non è solo il prezzo di acquisto che conta. Significa in altre parole che il sistema più economico potrebbe non essere la soluzione migliore. Se il servizio e il supporto disponibili sono scadenti o se non sono disponibili tutti i pezzi di ricambio necessari, il costo potrebbe essere elevato per quanto riguarda la durata del sistema. Supponendo che la durata sia di 15 anni per il taglio abrasivo con pompa da 37kW, i costi stimati sono suddivisi come segue:
Costo operatore 51%
Costo abrasivo 15%
Prezzo di acquisto 14%
Assistenza / ricambi 12%
Elettricità e acqua 8%
Poiché il costo dell’operatore è il costo maggiore, è essenziale assicurarsi che gli operatori siano adeguatamente formati e dispongano di strumenti adeguati per lavorare in modo efficiente. Ciò può essere ottenuto mediante una formazione professionale e un controllo e un software facili da usare. Muototerä sviluppa questi fattori chiave da molto tempo.
La formazione di base è svolta da professionisti qualificati e l’helpdesk è sempre disponibile. Anche i sistemi e le apparecchiature aggiuntive sono progettati in modo da poter utilizzare la produzione senza pilota.
Muototerä progetta i sistemi in modo che l’usabilità sia il driver principale. Testiamo le nuove funzioni prima nella nostra produzione in conto lavoro prima di lanciarle sul mercato. Offre la possibilità di adattare il design in modo da contare il feedback dell’utente. Muototerä ha un’ampia gamma di pezzi di ricambio disponibili per consegne rapide e ha una forte esperienza nel servizio di sistemi di taglio a getto d’acqua. Questo è un aspetto molto importante quando si mira a ridurre al minimo i tempi di fermo delle macchine da taglio. Le ore più costose sono quelle in cui il sistema non è disponibile per il taglio.
Il taglio a getto d’acqua può essere utilizzato per quasi tutti i materiali. Copre anche materiali che non resistono al calore. Come metodo di taglio non termico, il taglio a getto d’acqua non creerà alcuna variazione termica del materiale. Questo è un vantaggio importante quando si tagliano acciai e alluminio. Non ci sono restrizioni per la dimensione del foro come nel taglio al plasma e i fori sono di forma rotonda. Il sistema di taglio a getto d’acqua può avere più teste di taglio, il che moltiplicherà la produttività. Con il taglio ad acqua non è richiesto alcun gas da taglio.
