Acabado superficial y calidad del corte
1. Deflexión del chorro de agua
En la figura 1 se observa el efecto del chorro de agua al cortar un material con tres velocidades distintas de avance: A es una velocidad de avance lenta, B es una velocidad de avance media y C es una velocidad de avance rápida.
Figura 1
Observamos que en cuando aumentamos la velocidad, el chorro de agua sufre una deflexión hacia atrás “e” que es tanto mayor cuanto mayor es la velocidad de avance. Para velocidades superiores a la C, el chorro no lograría traspasar el material, y en vez de cortarlo, lo único que haría sería una ranura ciega. Por tanto la velocidad C sería la velocidad máxima de corte para ese material.
Además de la velocidad de avance, es fácil comprender que la magnitud de la deflexión “e”, depende también en gran medida de la energía cinética que lleve el chorro de agua, es decir de la potencia de corte. Cuanta mayor energía tenga nuestro chorro abrasivo tanto menor será la deflexión, y por tanto mejor será la calidad del corte.
Esta deflexión indeseable, pero inevitable, causa grandes problemas especialmente en los cambios de dirección puesto que hace que el corte en la cara superior del material no coincida con la cara inferior, tal y como podemos ver la figura 2. Observamos que el corte en la cara superior es correcto, pero en la cara inferior no lo es debido a la deflexión del chorro en la esquina. Como resultado tenemos un pequeño defecto de corte en la esquina inferior.
Figura 2
2. Control de esquinas
Para solucionar el problema que la deflexión provoca en los cambios de dirección tenemos dos opciones:
1. Disminuir la velocidad de avance en todo el contorno. Esto causaría un tiempo de corte de la pieza excesivamente largo
2. Disminuir la velocidad de avance solamente en los cambios de dirección. Tal como se muestra en la figura 3 en las rectas y en las curvas de amplio radio, la velocidad es máxima, mientras que en las esquinas y en las curvas de radios pequeños se disminuye la velocidad para evitar el efecto indeseable de la deflexión. Esta técnica se denomina “control de esquinas” y requiere un software de control de velocidad de avance mas complejo, pero se consigue un corte de excelente calidad con un tiempo de ciclo ajustado
Figura 3
3. Rugosidad y calidad de corte
En la figura 1 podemos observar que cuanta mayor es la velocidad de avance, no sólo es mayor la deflexión, sino que la rugosidad del acabado es mayor y por tanto la calidad del corte es menor, especialmente en la parte inferior del corte.
Es fácil comprender que la rugosidad depende de tres factores: velocidad de avance, potencia de corte y tipo de abrasivo.
Velocidad de avance
Cuanta mayor velocidad de avance, mayor rugosidad y peor acabado, y cuanta menor velocidad de avance, mejor acabado. Existe por tanto un conflicto entre la velocidad de corte y la calidad del acabado, es decir entre el coste económico del corte y la calidad del mismo.
Por tanto, un buen software de control de la máquina deberá dejar decidir al operador el compromiso deseado entre la calidad de corte y el tiempo de corte. Normalmente los controles dejan elegir entre cinco calidades: Muy basta, basta, intermedia, fina y muy fina.
Potencia de corte.
Cuanto mayor energía tengamos en el chorro abrasivo, mejor acabado superficial tendremos. El único inconveniente es que a mayor energía del chorro, mayor potencia de bomba necesitaremos, y mayor coste económico tendrá nuestro sistema.
Tipo de abrasivo
Al igual que una lija, un grano de abrasivo fino, producirá un acabado superficial fino, y un grano grueso producirá un acabado superficial rugoso.
Sin embargo, un grano grueso tiene mayor capacidad de erosión que uno fino, y por tanto de nuevo tenemos un conflicto entre la capacidad de erosión del abrasivo y el acabado superficial. En la práctica se usa el grano 120 cuando se requiere un acabado superficial fino y 50 cuando se requiere alto poder de erosión y por tanto alta velocidad de corte. Un compromiso acertado para la mayoría de las aplicaciones es el grano 80 con una buena capacidad de erosión y un acabado superficial intermedio.
