La tecnologia di taglio a getto d‘acqua

KMT Waterjet produce il gruppo surpressore più quotato del mercato. I prodotti per il taglio di KMT Waterjet sono stati adottati negli ultimi 40 anni da aziende di ogni settore, con la massima efficienza. Potendo contare su flessibilità e affidabilità, la tecnologia di taglio a getto d‘acqua si è dimostrata adatta sia per produzioni di massa sia per applicazioni specializzate più complesse. Le soluzioni a getto d‘acqua trovano ogni giorno nuove applicazioni grazie ad aziende innovative, che riescono così a migliorare produzione, efficienza e profitti.

Il successo commerciale, la crescita e la prosperità di molte aziende che tagliano, danno forma e lavorano i materiali sono basate sull‘uso di sistemi di taglio a getto d‘acqua.

Quattro fattori distinguono il taglio a getto d‘acqua dagli altri metodi:
• Versatilità/flessibilità
• Alta precisione di taglio con perdite di materiale minime; evita spesso fasi di ripassatura
• Possibilità di tagliare quasi qualsiasi genere di materiale e qualsiasi spessore, da lamine di alluminio a oggetti spessi 12“/305 mm
• Possibilità di collegamento ad altri metodi di lavorazione, quali taglio o punzonatura al laser e al plasma

Quali vantaggi ha il taglio a getto d’acqua rispetto ad altre tecniche di taglio?

  • implementazione molto rapida – dal disegno al taglio
  • brevi tempi di orientamento – la presenza di forze tangenziali solo ridotte spesso rende superfluo il fissaggio del materiale
  • elevata precisione – non sono necessarie costose ripassature
  • elevata velocità di taglio
  • nessuna necessità di riaffilare l’utensile da taglio
  • più sicuro per operatore e ambiente – non genera vapori, né polvere di materiale; non sono necessari costosi refrigeranti
  • processo di taglio a freddo – non modifica la struttura del materiale
  • prodotto finale pulito – elimina la necessità di ripassare il lavoro
  • bordi di taglio senza bavature – nella maggior parte delle applicazioni non è necessario ripassare i bordi di taglio
  • fughe di larghezza ridotta
  • ideale per una rapida realizzazione di prototipi, la produzione flessibile collaudato nelle grandi produzioni in serie
  • sfruttamento ottimale del materiale con software CAD/CAM
  • soluzioni personalizzate

TECNOLOGIA DELLE POMPE AD ALTA PRESSIONE

Il cuore del sistema a getto d‘acqua è il gruppo surpressore, una pompa ad alta pressione che spinge l‘acqua a una pressione di decine di migliaia di chilogrammi per centimetro quadrato attraverso la fessura di una testa di taglio. Essendo un componente tanto importante, la pompa deve soddisfare ogni esigenza di precisione e produttività.


Il principio del moltiplicatore di pressione

Un motore elettrico aziona una pompa idraulica, che colpisce il circuito dell’olio del moltiplicatore di pressione con pressione; qui la pressioe viene aumentata di venti volte e immessa nel sistema di acqua ad alta pressione.

Il principio di funzionamento nella generazione di pressione

L’acqua viene presa dal sistema di approvvigionamento locale e accelerata da una pompa moltiplicatrice di pressione fino a 7 bar. L’acqua fluisce attraverso un sistema di filtri nel cilindro ad alta pressione del moltiplicatore di pressione. Il principio di funzionamento del moltiplicatore di pressione è composto da un circuito primario, che trasporta olio idraulico tramite una pompa idraulica azionata elettricamente ad un massimo di 200 bar attraverso una valvola a quattro vie in modo alternato alla destra e alla sinistra del cilindro idraulico.

Le due aste del pistone montate su entrambi i lati sul pistone idraulico, comprimono l’acqua nei due cilindri ad alta pressione del moltiplicatore di pressione. Questi cilindri ad alta pressione fanno parte di un circuito secondario. Delle valvole antiritorno di dimensioni adeguate su entrambe le estremità die cilindri ad alta pressione regolano l’aspirazione dell’acqua fresca nel cilindro ad alta pressione e il trasporto dell’acqua di taglio accelerata verso l’uscita della pompa. La pressione dell’acqua di ca 6.000 bar viene generata dal rapporto dei pistoni di ca. 30:1. Un accumulatore di pressione (ammortizzatore dei picchi di pressione) è integrato per mantenere costante il segnale ad alta pressione all’uscita della pompa ad alta pressione durante il cambio di direzione del pistone idraulico. La pompa ad alta pressione è collegata alla testa di taglio tramite un tubo in acciaio inox altamente resistente. Un ugello in zaffiro o diamante nella testa di taglio compatta l’acqua sotto pressione in un getto ultrarapido (velocità ca. 800 - 1.000 m/s).

Per aumentare ulteriormente la potenza di taglio per i materiali più duri, il getto d’acqua viene miscelato con una sostanza abrasiva. Dopo questa addizione, abrasivo, acqua e aria vengono miscelati nella camera di miscelazione della testa di taglio, forzati nell’ugello focalizzatore e accelerati alla massima velocità in un getto compatto. In questo modo si ottiene un getto d’acqua altamente energetico, in grado di tagliare con microerosione o eseguire fori/aperture in materiali anche di grandi spessori e della più svariata composizione, come metalli, materiali cercamici, minarali e persino vetro antiproiettile.


TECNOLOGIA DELLA TESTA DI TAGLIO
Acqua pura e abrasivo

 

 


Come funzioan una testa di taglio per getto d’acqua pura

Tramite speciali tubi flessibili e resistenti alla pressione l’acqua viene convogliata alla testa di taglio, che rimane mobile. La testa di taglio è composta da una valvola pneumatica e un tubo per ugelli all’estremità del quale si trova un ugello in pietra preziosa (solitamente diamante o zaffiro), fissato con uno speciale dado. Il getto di taglio esce dalla fessura della testa di taglio a una velocità tre volte superiore a quella del suono. 

Per applicazioni con abrasivo

sull’ugello per acqua si trova infine una speciale testa abrasiva destinata alla misceltaura del materiale abrasivo con l’acqua ad alta pressione. I movimenti della testa di taglio vengono solitamente controllati con centralina CNC dall’impianto di taglio a getto d’acqua.
Le aperture indicatrici delle perdite proteggono corpo, tubo e dado dell’ugello contro i danneggiamenti, infatti indicano precocemente quale giunto deve essere tirato o quale guarnizione sostituita. L’esclusiva struttura consente di cambiare la guarnizione in meno di cinque minuti e senza attrezzi.
L’elevata potenza di funzionamento delle teste di taglio per abrasivo KMT Waterjet e la facilità d’uso e manutenzione sono attualmente inarrivabili. La struttura semplice consente di sostituire l’ugello in pochi secondi e senza attrezzi!

 

Taglio a getto d’acqua con acqua pura o abrasivo

Il taglio a getto d’acqua consiste nel tagliare materiali teneri con sola acqua e i materiali più duri con una miscela di sostanze abrasive e acqua.

Il processo di taglio con acqua pura

Questo processo di taglio è impiegato soprattutto per materiali quali plastiche, tessuti, carta, materiali isolanti, pellicole in metallo, compensato, alimenti e materiali simili. Questo sistema consiste nell’aggiungere pressione all’acqua nei tubi e premerla con un piccolo ugello in pietra preziosa, per ottenere un getto di taglio dotato di enorme energia. Questo getto esce dall’ugello con una velocità fino a tre volte superiore a quella del suono e consente il taglio di materiali con elevate velocità (la velocità di taglio effettivamente raggiungibile dipende dal materiale).

 Esempi di taglio con acqua pura

 


Processo di taglio con abrasivo

Il processo di taglio con abrasivo viene impiegato per materiali quali metalli, vetro, minerali, calcestruzzo, materiali compositi in vetro, materiali ceramici, alluminio oppure ossido di silicio.
Nelle applicazioni per le quali il taglio con acqua pura non raggiunge la potenza necessaria si ricorre al taglio con abrasivo. Nel processo di taglio con abrasivo al getto d’acqua vengono aggiunte sostanze abrasive (come particelle fini). Dopo aver aggiunto l’abrasivo, l’acqua, l’aria e l’abrasivo vengono mescolati in una camera di miscelatura ed escono dall’ugello focalizzatore centralmente alla massima velocità. In questo modo si ottiene un getto d’acqua altamente energetico, in grado di tagliare o eseguire fori/aperture in materiali anche di grandi spessori e della più svariata composizione, come metalli, materiali cercamici, minarali e persino vetro antiproiettile.

Sagome tagliate con abrasivo