Usinage et découpe au jet d'eau abrasif

La découpe au jet d'eau est l'un des processus les plus courants de nos jours dans la fabrication et la fabrication modernes. Avec de nombreux avantages et aucun inconvénient, cette méthode de coupe est utilisée dans une variété d'applications, de l'exploitation minière au travail des métaux en passant par les arts et les meubles.

En raison de nombreuses applications différentes, il existe des types très différents de méthodes de découpe au jet d'eau développées qui sont plus adaptées à des utilisations particulières. L'usinage par jet d'eau abrasif est l'une des techniques de découpe au jet d'eau les plus utilisées.

Dans cet article, vous apprendrez tout sur la découpe au jet d'eau abrasif, pourquoi elle est utilisée et ses différents types. Sans plus attendre, entrons tout de suite dans le sujet principal :

Qu'est-ce que la découpe au jet d'eau abrasif ?

Pour comprendre la découpe au jet d'eau abrasif, commençons par comprendre les bases de la découpe au jet d'eau elle-même.

La découpe au jet d'eau est un processus de découpe à froid dans lequel un faisceau d'eau très étroit est utilisé pour créer l'incision sur la pièce. Généralement, le jet d'eau suffit à lui seul à créer la découpe et la méthode s'appelle Pure Waterjet Cutting.

Cependant, lorsque l'épaisseur ou la densité du matériau est dure, vous avez besoin d'une force supplémentaire en plus de la force de l'eau. Cette force supplémentaire est obtenue en ajoutant des abrasifs à l'eau.

Lorsque le jet d'eau contenant les abrasifs tombe sur la pièce à haute pression, il génère beaucoup de friction qui se traduit par des coupes nettes et précises. La haute pression est générée par une pompe haute pression fiable fixée à la machine de découpe au jet d'eau.

Les abrasifs couramment utilisés dans la découpe au jet d'eau sont le carbure de silicium, l'oxyde d'aluminium, le sable et le grenat. L'abrasif grenat est l'abrasif le plus couramment utilisé en raison de ses propriétés physiques.

Quel est le but d'utiliser un matériau abrasif dans un jet d'eau ?

La découpe au jet d'eau pure peut facilement couper des matériaux souples comme la mousse, le papier, le caoutchouc et les plastiques fins. Cependant, lorsqu'il s'agit de matériaux durs comme le métal, la pierre et les plastiques durs, la découpe à l'eau pure ne fonctionne pas ou le processus devient trop irréalisable et prend trop de temps.

L'utilisation de matériaux abrasifs dans un jet d'eau a pour but de rendre la découpe au jet d'eau utilisable pour ces matériaux plus durs ou plus épais. Avec l'ajout d'abrasifs, tous les avantages de la découpe au jet d'eau peuvent être utilisés sur l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre et même la pierre.

Différents types d'usinage par jet d'eau abrasif

L'usinage par jet d'eau abrasif est réalisé par deux méthodes différentes, conduisant ainsi à deux types différents d'usinage par jet d'eau abrasif. Ces deux méthodes varient principalement dans la manière dont l'abrasif est ajouté dans le processus de coupe.

Découpe au jet d'eau abrasif (AWIJ) :

Dans la découpe au jet d'eau abrasif, l'abrasif est ajouté à l'eau de la pompe à haute pression après la buse et juste avant la tête de coupe.

L'abrasif, avec l'air, est combiné avec de l'eau dans la chambre de mélange et pulvérisé sous forme de jet abrasif. Après cela, l'eau est pulvérisée à travers la tête de coupe. Il s'agit d'un processus de découpe en trois phases, les trois phases étant le jet d'eau, l'abrasif et l'air.

Découpe au jet de suspension d'eau abrasive (AWSJ) :

Dans un jet de suspension d'eau abrasive, une suspension (mélange liquide) d'eau et d'abrasif est préalablement créée puis mise sous pression ultérieurement. Cette suspension sous pression est ensuite passée à travers une buse de focalisation (tête de coupe) pour l'action de coupe.

Une différence majeure dans cette méthode est l'absence d'air comme dans la méthode précédente. En raison de l'absence d'air, le jet d'eau abrasif ne se dilate pas pendant la coupe, ce qui entraîne une largeur de coupe plus faible et une plus grande précision.

Pour cette raison même, la découpe au jet abrasif en suspension d'eau peut également être utilisée pour créer des coupes plus rapides ou pour couper efficacement des matériaux plus épais. AWSJ est également largement utilisé pour les applications de découpe sous-marine, telles que les installations offshore ou les neutralisations de bombes.

Le flux d'eau qui sort de la tête de coupe est un flux de coupe à deux phases, les deux phases étant l'eau et l'abrasif.

Quelle est la différence entre la découpe au jet d'eau abrasif et pur ?

Jusqu'à présent, vous avez probablement une idée claire et basique de ce qu'est la découpe au jet d'eau abrasif et en quoi elle diffère de la méthode de découpe au jet d'eau pure conventionnelle.

Dans un aspect plus large, les avantages de la découpe au jet d'eau abrasif par rapport aux méthodes de découpe traditionnelles et à la découpe à l'eau pure sont plus que ce qu'ils semblent être.

Imaginez si vous coupiez une feuille de papier avec un ciseau très émoussé. Cela peut faire le travail, mais cela peut abîmer les bords de la coupe ou froisser le papier lui-même. Maintenant, si vous faites le même travail avec un outil pointu, vous obtiendrez une coupe nette et nette.

C'est ainsi que fonctionnent la découpe au jet d'eau abrasif et au jet d'eau pur. Même si la découpe au jet d'eau pure est capable de couper des matériaux durs en plus des matériaux mous, cela prendra beaucoup de temps et les bords de la coupe seront considérablement endommagés. La découpe au jet d'eau abrasif fait le travail rapidement, précisément et proprement.

Coupe abrasive ou eau pure

Voici un aperçu des différents aspects par lesquels le jet d'eau abrasif diffère de la découpe au jet d'eau pure.

Matériaux de pièce pris en charge :

Découpe au jet d'eau pure :la découpe au jet d'eau pure peut être utilisée pour couper des matériaux souples tels que des aliments, du papier, de la mousse, du caoutchouc, du feutre et des plastiques souples.

Découpe au jet d'eau abrasif :la découpe abrasive peut être utilisée pour couper les métaux, les plastiques durs, la céramique, la pierre, le verre, le bois, la terre et tout autre matériau auquel vous pouvez penser.

Vitesse

La découpe au jet d'eau pur est évidemment plus lente que la découpe au jet d'eau abrasif. C'est parce que le jet d'eau abrasif a des particules plus fines pour créer une friction considérablement plus grande, conduisant à une action de coupe plus rapide.

Puissance

Les machines de découpe au jet d'eau pur et abrasif ont des exigences de puissance similaires. Cependant, comme la machine à jet d'eau abrasif peut faire le travail rapidement, elle consommera globalement moins d'énergie.

Trait :

En termes simples, le trait de scie est la quantité de matière enlevée lors de la coupe (un peu comme la sciure de bois lors du travail du bois). La découpe au jet d'eau pur nécessite plus de temps pour couper le matériau. L'eau se dilate en quittant la tête de coupe, donc plus le temps est long, plus la dilatation est importante et plus le trait de coupe est élevé.

Épaisseur :

Au fur et à mesure que le courant d'eau traversait le matériau de la pièce, il perd de son élan à travers l'épaisseur du matériau. L'ajout d'abrasifs dans l'eau augmente la force avec laquelle l'eau frappe la surface. Par conséquent, une machine à jet d'eau abrasif est capable de couper à travers une plus grande épaisseur de matériau.

Précision et tolérances de coupe :

Les machines à jet d'eau abrasif sont bien connues en raison de leur nature très précise et exacte. Comme mentionné précédemment, la différence entre les couteaux à jet d'eau abrasifs et purs est similaire aux ciseaux pointus et émoussés.

Quand devriez-vous utiliser des machines de découpe au jet d'eau abrasif plutôt que des découpeuses au jet d'eau pur ?

Les machines à jet d'eau abrasif créeront toujours de meilleures coupes que les coupeurs à jet d'eau purs. Cela pourrait vous amener à vous demander pourquoi vous ou quelqu'un d'autre devriez même envisager la découpe au jet d'eau pure pour n'importe quel projet.

La réponse est simple :le coût des abrasifs. Le coût des abrasifs est la principale fraction de coût de la découpe au jet d'eau abrasif. Par conséquent, pour les projets qui peuvent se passer d'abrasifs, la découpe au jet d'eau pur est préférable.

La plupart des projets qui utilisent couramment la découpe au jet d'eau pur sont l'industrie du papier, la découpe de la mousse et la découpe du caoutchouc. En dehors de cette situation, les exigences où l'hygiène est un facteur (comme la découpe des aliments) nécessitent également une découpe au jet d'eau pure.

D'autre part, tout projet portant sur la fabrication, la taille de pierre, le travail du bois ou même la coupe de caoutchouc dur nécessite une découpe au jet d'eau abrasif.

Conclusion

La découpe au jet d'eau abrasif est l'un des cadeaux que la technologie moderne nous a offerts. Même si la science sous-jacente est utilisée depuis plus d'un siècle, les dernières machines semblent toujours une merveille quand on est témoin de ce dont elles sont capables.

Prenez par exemple la gamme de découpeuses au jet d'eau abrasif fournie par PWRpack. Des ateliers de fabrication aux projets aérospatiaux, ces machines sont utilisées partout. Ils sont capables de couper à travers des feuilles épaisses des matériaux les plus durs comme le métal comme s'il s'agissait d'une seule page de papier.

Si vous envisagez d'acheter une nouvelle machine de découpe pour votre prochain projet ou votre atelier, les découpeuses au jet d'eau abrasif sont quelque chose que vous devriez absolument envisager.

Foire aux questions (FAQ)

1. Quel type de matériaux ne peut pas être usiné avec l'usinage par jet abrasif ?

L'usinage au jet d'eau abrasif peut couper presque tous les matériaux. sauf pour les diamants et le verre trempé. En théorie, vous pouvez couper n'importe quel matériau par découpe au jet d'eau abrasif à condition que l'abrasif soit plus dur que le matériau que vous coupez.