Explication de l'usinage par jet abrasif :découpe à l'eau à haute pression

Le processus d'usinage au jet abrasif utilise une haute pression d'eau seule, ou avec un additif abrasif, pour fournir une force de coupe au jet de 30 000 à 60 000 livres par pouce carré (psi). Ce faisceau d'énergie hydraulique extrêmement concentré est émis par une pièce de machine conçue pour faciliter la découpe personnalisée de nombreux matériaux. L'eau seule coupe les matériaux plus mous tels que la mousse, le caoutchouc et le plastique; le procédé de découpe à froid produit peu de chaleur, ce qui permet de découper des matériaux inflammables sans zone affectée thermiquement. L'ajout d'abrasifs permet de découper des motifs précis dans des matériaux plus résistants tels que les métaux, le verre et les carreaux.

Parfois appelé découpeur au jet d'eau ou centre de découpe à l'eau, l'équipement d'usinage par jet abrasif coupe presque tous les matériaux pouvant être placés sous forme de feuille. Les coupes de haute précision produisent des formes et des motifs complexes aux bords nets. Ces machines coupent la pierre, le marbre et le verre, bien que le verre trempé, comme celui d'un pare-brise de voiture, ne puisse pas être coupé sans se briser. Le diamant est un autre matériau qui ne peut pas être taillé selon ce procédé. Ces machines sont utilisées dans la fabrication et l'usinage, coupant des métaux tels que l'aluminium pour la fabrication ; dans des métiers tels que la découpe de verre décoratif; et dans la construction, façonner des produits tels que des carreaux personnalisés et des médaillons en marbre incrustés.

Forcer l'eau du robinet ordinaire à haute pression à travers un canal extrêmement étroit crée un jet de coupe qui élimine le matériau cible par érosion. Ces pièces puissantes occupent généralement des ateliers professionnels et des ateliers d’usinage, travaillant souvent comme processus de finition en raison de leur lenteur d’enlèvement. L'équipement utilise des pompes ; ceux-ci consomment non seulement de l'eau, mais jusqu'à 250 ampères juste pour commencer l'usinage au jet abrasif, et utilisent jusqu'à 50 ampères pendant le processus.

La machine fonctionne en comprimant du gaz à travers une chambre de mélange, éventuellement avec un abrasif grenat, qui est un minéral dur et un matériau abrasif naturel et sûr. Le gaz s'écoule à travers une buse convergente-divergente, une chambre de mélange et sort par une buse convergente fixe ou portative. Les buses résistantes à l'abrasion sont fabriquées à partir de matériaux résistants tels que le saphir synthétique ou le carbure de tungstène. Les buses en saphir ont une durée de vie d'environ 300 heures, tandis que les types en carbure de tungstène ont une brève durée de vie de 12 à 30 heures.

Un jet d'eau à grande vitesse sort de la buse, créant un vide qui aspire l'abrasif à travers un tube mélangeur. Ce flux accélère les particules jusqu'à des vitesses de coupe à travers un trou de sortie d'un diamètre de 0,007 à 0,02 pouce (0,18 à 0,4 mm), à des vitesses d'environ 600 mph (966 km/h), se rapprochant de la vitesse du son. Les facteurs pouvant affecter l'usinage par jet abrasif comprennent les propriétés des matériaux et les formes souhaitées. De plus, la pression de l'eau et le type d'abrasif doivent être contrôlés pour obtenir la coupe souhaitée, qui est également influencée par la vitesse de coupe.

Parfois appelés lasers à eau, les processus d'usinage par jet abrasif partagent le concept de mise en forme extractive personnalisée, contrôlée par ordinateur, avec d'autres types de machines de sablage à jet. Ceux-ci peuvent inclure l'usinage par électroérosion à fil (EDM) et les découpeurs à flamme, laser et plasma. L'innovation se poursuit dans le développement de l'usinage par jet abrasif cryogénique avec des cristaux de CO2 non résiduels, afin de minimiser les déchets et de réduire les coûts environnementaux. La disponibilité croissante de l’usinage au jet d’eau dans les ateliers locaux fait de la sous-traitance du processus une option abordable pour les amateurs. Des installations complètes de pompes, de surfaces de positionnement, de réservoirs et de systèmes d'alimentation font que ces machines parfois encombrantes occupent principalement des ateliers professionnels.

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