Teoría de la tecnología de corte por chorro de agua
Introducción
En primer lugar se debe enmarcar la tecnología de corte por chorro de agua dentro de un conjunto de tecnologías de corte de que dispone actualmente la industria para fabricar piezas de distinto tipo. Estas tecnologías de corte son:
• Sierras mecánicas
• Oxicorte
• Corte por electroerosión
• Punzunado
• Corte por plasma
• Corte por laser
• Corte por chorro de agua (waterjet)
Cada tecnología tiene sus ventajas, desventajas y limitaciones tanto técnicas como económicas. Por tanto, para cada aplicación concreta será mas adecuada una u otra tecnología. Sin embargo, en la actualidad el corte por chorro de agua está experimentando una gran difusión en la industria de todo el mundo debido a las grandes ventajas que ofrece, que hacen que su campo de aplicaciones sea cada vez mas amplio. Estas ventajas son:
Ventajas
• Corta todo tipo de materiales
Mientras otras tecnologías como el láser o el plasma están limitados a cortar básicamente hierro y acero, las máquinas de corte por chorro de agua pueden cortar todo tipo de materiales metálicos (hierro, acero, aluminio, cobre, titanio, etc) como de materiales no metálicos (mármol, cristal, plásticos, madera, productos alimenticios, etc.), en definitiva corta prácticamente todos los materiales. En el corte de metal, hay otras tecnologías que la hacen competencia, pero para la industria de la piedra no tiene rival.
Figura 1. Máquina cortando cobre, latón, mármol, alimentos, y ejemplos varios.
• Corta grandes espesores
Mientras que tecnologías como el plasma o el láser sólo pueden cortar chapas de hasta 20 o 30 mm, el límite del chorro de agua sube hasta los 100 o 150 mm. La calidad de corte va disminuyendo progresivamente a medida que aumenta el espesor de la chapa a cortar, pero espesores de 100 o 150 mm son cortados frecuentemente con razonable buena calidad.
Figura 2
• Alta precisión de las piezas producidas
La precisión en piezas cortadas con chorro de agua depende de varios factores (velocidad de corte, espesor…), pero en la práctica habitual, las piezas cortadas con ésta tecnología tienen tolerancias de entre 0,1 y 0,2 mm, lo que en la mayoría de los casos, se producen piezas finales, sin necesidad de posteriores procesos de mecanizado.
Figura 3
• Corta en frío y no altera el tratamiento térmico del material
Muchos materiales están sometidos a tratamientos térmicos como el temple para aumentar su dureza, resistencia y tenacidad. Si cortamos dicho material con tecnologías de fusión como el láser o el plasma, sometemos a los bordes de la pieza a temperaturas muy elevadas, superiores a 1.500ºC. Estas temperaturas alteran el temple del material y por tanto modifican su dureza, resistencia y fragilidad en los bordes.
La tecnología de corte por chorro de agua corta en frío, sin aporte alguno de calor, y por tanto no modifica térmicamente los bordes del material cortado, cualidad esencial en algunas aplicaciones. En la figura 4 se aprecia la diferencia: En A la pieza está cortada con chorro de agua y sus bordes cortados permanecen inalterados. En B se ve una pieza cortada con plasma o láser; los bordes están fundidos y por tanto el tratamiento térmico del material queda alterado en el borde.
Figura 4. A-Corte con chorro de agua, B-Corte con láser o plasma
• Precios asequibles
Hoy en día existen máquinas de corte por chorro de agua de buena calidad desde unos 100.000€ – 200.000€, lo que hace que sea asequible para muchas empresas
• Sin gases nocivos para el operador de la máquina
En el proceso de corte por chorro de agua no se produce ningún tipo de gases nocivos ni para el operador de la máquina, ni para el medio ambiente.
• Tecnología ecológica
Además es una tecnología ecológica, que no produce residuos contaminantes.
• Otras ventajas
– Fácil de aprender a manejar. Muchos sistemas están controlados con un PC normal con software bajo windows.
– Fácil mantenimiento
– Instalación sencilla
Limitaciones
La tecnología de corte por chorro de agua también presenta ciertas limitaciones e inconvenientes que limitan su campo de aplicaciones:
• Velocidad de corte
El corte por chorro de agua es relativamente lento. Por ejemplo, en el campo de aplicaciones de corte de chapa fina de hierro u acero de aproximadamente 1 mm, tecnologías como el láser o el punzonado son mucho mas rápidas y por tanto mas competitivas.
En general si se quiere cortar exclusivamente chapas de hasta 20 o 30 mm la tecnología láser es mas adecuada. Por supuesto si sólo se necesitan hacer cortes rectos, una sierra mecánica es la solución ideal.
• Coste de producción
Para el corte de chapa de hierro o acero de hasta 20-30 mm en general resulta mas barato producir piezas con tecnologías de corte como el láser, punzonado o el plasma. En cada caso hay que valorar la relación coste-calidad y tomar una decisión.
• Espesor
Aunque el grosor máximo que corta el chorro de agua, es muy considerable (100-150mm e incluso más) hay ocasiones en que se necesita cortar espesores aún mayores. En estos casos son mas adecuadas tecnologías como la electroerosión.
