Histoire de la découpe au jet d'eau - Origines de la découpeuse au jet d'eau

La technologie de découpe au jet d'eau est l'une des méthodes les plus courantes dont vous pouvez trouver des applications dans de nombreuses structures différentes, des plans de travail en marbre de cuisine de haute qualité aux outils et processus industriels.

Si vous regardez l'équipement qui rend possible la découpe au jet d'eau, il semble très sophistiqué et haut de gamme. Cependant, l'historique du processus est plus ancien que vous ne l'auriez pensé.

Voici un aperçu plus approfondi des origines de la technologie de découpe au jet d'eau et de son évolution depuis :

Qui a inventé la découpe au jet d'eau ?

C'est Norman Franz qui est crédité du premier brevet pour une machine de découpe au jet d'eau. Il a été professeur à l'Université de la Colombie-Britannique. Son procédé utilisait de l'eau à une pression de 10 000 psi.

L'histoire de la découpe au jet d'eau remonte au milieu du XIXe siècle, la première application étant l'élimination des dépôts d'argile et de gravier. L'utilisation de jets d'eau pour l'exploitation minière est appelée exploitation par érosion hydraulique.

Il existe des cas où la découpe au jet d'eau a été utilisée même dans les années 1850 en Russie et en Nouvelle-Zélande, dans le but de creuser des mines de charbon.

Des formes modifiées de découpe au jet d'eau ont également été utilisées pour l'extraction de l'or, pour nettoyer les veines d'or des impuretés de terre et de pierre. La pression de l'eau pour ces applications était d'environ 800 psi. En fait, la ruée vers l'or américaine a donné une impulsion majeure à l'utilisation de la technologie du jet d'eau pour l'exploitation minière.

Des ingénieurs américains et russes ont également optimisé le processus pour nettoyer les pièces moulées dans les années 1930. Cependant, la pression de l'eau pour ces applications n'était toujours pas si élevée, à environ 1500 psi.

Quand les jets d'eau ont-ils été inventés ?

Il existe différents types de découpeurs à jet d'eau. Ces machines ont été mises au point à différents moments de l'histoire. Voici une chronologie de l'invention de différentes découpeuses au jet d'eau :

Quand la découpe au jet d'eau pure a-t-elle été développée ?

L'histoire du jet d'eau existe depuis les années 1850 à des fins d'exploitation minière. Cependant, l'application pratique de la découpe au jet d'eau a eu lieu dans les années 1930 par les papeteries pour couper des rames de papier épaisses.

La première application enregistrée du jet d'eau remonte à 1933, lorsqu'une papeterie du Wisconsin a utilisé le procédé pour couper des rames de papier se déplaçant horizontalement.

Quand l'usinage par jet d'eau abrasif a-t-il été développé ?

La technologie du jet d'eau abrasif a été développée principalement par un ingénieur égypto-américain du nom de Mohamed Hashish. Ces découpeuses à jet d'eau abrasif étaient très viables commercialement et ont trouvé leurs applications très rapidement.

Alors que la découpe au jet d'eau abrasif existait avant Mohamed Hashish, l'application de cette technologie était limitée au sablage humide uniquement. Avec le développement de Mohamed Hashish, il était désormais possible d'étendre ces applications aux coupes de précision.

Quand l'usinage par jet de liquide a-t-il été développé ?

John Parsons a improvisé et développé des méthodes d'usinage par jet de liquide dans les années 1950. Ces machines réalisaient l'usinage en utilisant une pression de 6900 bar. Ils ont été appliqués pour la découpe d'équipements aérospatiaux et de plastiques.

Quand le premier découpeur à jet d'eau commercial a-t-il été introduit ?

Les découpeuses à jet d'eau sont devenues disponibles sur le marché commercial dans les années 1970, introduites par Bendix Corporation.

Chronologie des développements de la découpe au jet d'eau

Voici un bref historique du développement de la technologie de découpe au jet d'eau :

1930-1940

• Des systèmes de découpe au jet d'eau à basse pression ont été appliqués pour la découpe et le traitement dans la société de brevets sur le papier. La technologie d'utilisation d'un jet d'eau pour couper le papier a été développée par Leslie Tirrell et Elmo Smith.
• Alors que la technologie de découpe au jet d'eau utilisée auparavant pour l'exploitation minière avait des jets très larges, les nouvelles découpeuses au jet d'eau des années 1930 ont vu le développement de faisceaux étroits de jet d'eau.
• Le principal problème à l'époque consistait à trouver une pompe haute pression fiable capable de créer des pressions d'eau suffisantes.

1940-1950

• La pression de l'eau dans les découpeuses au jet d'eau a été augmentée et la méthode de découpe a été appliquée aux secteurs de l'automobile et de l'aviation.

1950-1960

• En 1956, Carl Johnson, travaillant pour Durox international au Luxembourg, a innové la technologie afin qu'elle puisse être appliquée à la découpe de formes en plastique souple.
• En 1958, un ingénieur aéronautique a mis au point des découpeuses à jet d'eau capables de fournir une pression de 100 000 psi (6 900 bar). Ces couteaux ont été appliqués pour la découpe de matériaux aérospatiaux et de plastiques. Cette technologie utilisait des jets de liquide hypersoniques qui pouvaient également percer les alliages, y compris l'acier inoxydable.
• Alors que l'eau à haute pression était efficace pour couper les matériaux durs, elle impliquait également le problème de délaminage des matériaux. Par conséquent, d'autres modifications du processus étaient nécessaires.
• Norman Franz essaie les premières séries d'une machine à jet d'eau abrasif. Dans ses expériences, un jet d'eau abrasif a été utilisé pour couper du bois.

1960-1970

• La découpe au jet d'eau a commencé à être appliquée pour couper la pierre, le métal et le polyéthylène. La pression de ces découpeuses au jet d'eau était plus faible (environ 4000 bars).
• En 1962, un ingénieur d'Union Carbide nommé Philip Rice a expérimenté l'utilisation de découpeuses à jet d'eau pulsé fonctionnant à une pression d'environ 50 000 psi.

1970-1980

• Bendix Corporation a lancé un système commercial de découpe au jet d'eau disponible sur le marché. Le succès majeur de ces découpeurs a été les orifices à jet d'eau en cristal de corindon développés par Bendix. Ces orifices pourraient résister à des pressions d'eau très élevées.
• Mohamed Hashish crée un concept de buse à jet d'eau abrasif durable qui peut résister au processus de découpe au jet d'eau abrasif. Il a révolutionné l'industrie et rend la découpe au jet d'eau abrasif disponible pour une grande variété de matériaux

1980-1990

• Boride Corp développe des buses de découpe au jet d'eau abrasives en carbure de tungstène céramique.
• Ingersoll-Rand est devenu l'un des principaux fournisseurs de découpeuses au jet d'eau abrasif.

1990-2000

• Omax introduit un système de contrôle de mouvement pour les découpeuses à jet d'eau qui pourrait déplacer le jet d'eau.

2000-2010

• Développement de la découpe au jet d'eau sans taraudage qui améliore la précision du processus.
• Développement d'un jet d'eau multi-axes pouvant créer des incisions complexes dans la pièce.

2010-aujourd'hui

• La découpe au jet d'eau intègre une installation à six axes, permettant à ces machines de créer des formes encore plus sophistiquées.
• Fourniture de tonnes de logiciels différents compatibles avec les découpeuses au jet d'eau. Ce logiciel est livré avec des profils préchargés pour les formes de découpe courantes.

Technologies de découpe au jet d'eau du futur

L'une des dernières tendances en matière de découpe au jet d'eau est le développement de découpeuses au jet d'eau plus petites. Les découpeuses plus petites garantissent que les fabricants peuvent intégrer la découpe au jet d'eau dans leur atelier existant sans trop penser aux besoins en espace.

Le développement de découpeuses au jet d'eau plus petites offre également la possibilité aux fabricants à petite échelle d'offrir la technologie au lieu des magasins spécialisés.

La vitesse de découpe au jet d'eau est également l'un des facteurs en cours d'amélioration. Cela peut être fait en augmentant la pression de l'eau et en utilisant un logiciel plus efficace avec une puissance de calcul élevée.

Un autre domaine dans lequel la technologie s'améliore est de repousser les limites de la pompe à eau à ultra haute pression utilisée dans le processus. Ces pompes à eau à ultra haute pression repousseront les limites de la technologie, la rendant utilisable même pour les matériaux les plus épais.

Notes de fin

Même si la découpe au jet d'eau existe déjà depuis plus d'un siècle, le procédé est en constante évolution. Chaque industrie utilise directement la découpe au jet d'eau ou utilise des produits fabriqués par cette méthode.

Si l'on regarde les tendances futures, il ne sera pas surprenant de trouver des découpeuses au jet d'eau dans la chaîne de montage de la plupart des fabricants. L'application du processus à presque tous les matériaux ajoute à la forte demande pour ces machines.