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Automazione del taglio
La tecnologia a getto d'acqua è un processo di taglio a freddo in cui viene utilizzata acqua supersonica o una miscela di acqua e abrasivo per tagliare il materiale.
Perché questo processo gode di popolarità tra i produttori? Ecco alcuni motivi:
Il taglio a getto d'acqua è un processo versatile perché il getto d'acqua può tagliare pressoché qualsiasi materiale. Il processo utilizza un flusso d'acqua a pressione ultra-elevata per trasportare una graniglia abrasiva. Questo getto d'acqua abrasivo esegue il taglio mediante un'azione di segatura meccanica, ottenendo una superficie liscia e dal taglio preciso. Non è indicato, ad esempio, per materiali altamente fragili, come il vetro temperato e alcune ceramiche.
Anche il getto d'acqua è molto preciso. Presenta una larghezza di taglio ridotta, che consente il taglio di contorni fini e la produzione di parti ad alta tolleranza. Tuttavia, sulla maggior parte dei metalli, è un processo molto lento e costoso rispetto al plasma.
ESAB offre la combinazione brevettata di getto d'acqua e plasma sulla stessa macchina. Questa opzione consente di usufruire della precisione del getto d'acqua dove è necessario tagliare con esattezza. In progetti in cui la precisione non è richiesta, è possibile trarre vantaggio dalla velocità e dal basso costo del plasma. Di conseguenza, è possibile produrre le parti necessarie a un costo sostanzialmente inferiore, in tempi notevolmente inferiori.
Il processo di taglio a getto d'acqua inizia con una pompa intensificatrice, che produce la pressione ultra-elevata (fino a 90.000 psi) dell'acqua richiesta per il taglio di materiali duri.
La pompa intensificatrice utilizza la pressione idraulica sul sistema idrico. Un grande motore di potenza aziona una pompa idraulica, creando la pressione idraulica che aziona un pistone in un cilindro.
I vari componenti della pompa intensificatrice includono:
L'acqua pulita viene aspirata attraverso l'ingresso dell'acqua a bassa pressione (1) e immessa attraverso il filtro di ingresso (3), quindi nell'intensificatore attraverso le valvole di ritegno in ingresso (4). La pompa idraulica (5) pressurizza il fluido idraulico e commuta la pressione tra i due lati del pistone idraulico (6). A sua volta, il pistone pressurizza l'acqua nell'intensificatore. L'acqua pressurizzata defluisce dall'intensificatore e nell'accumulatore (7), che aiuta a smorzare le fluttuazioni di pressione, quindi fluisce attraverso la tubazione ad alta pressione fino alla testa di taglio (9). Il flusso dell'acqua alla testa di taglio è controllato dalla valvola di intercettazione (8). Ciò consente al sistema CNC di avviare e interrompere il processo di taglio al momento opportuno. Nella testa di taglio (9), l'abrasivo al granato viene miscelato con l'acqua ad alta pressione nella camera di miscelazione. Il flusso dell'abrasivo al granato è controllato dal sistema di dosaggio dell'abrasivo (10).
La pressione idraulica è amplificata dal rapporto tra il cilindro idraulico di maggiori dimensioni che spinge un pistone di minori dimensioni in un cilindro pieno d'acqua, creando così la pressione ultra-elevata dell'acqua. Ad esempio, supponiamo che le dimensioni del cilindro idraulico siano 20 volte maggiori rispetto a quelle del cilindro dell'acqua. Quindi una pressione idraulica di 3.000 psi (per pollice quadrato) viene intensificata a una pressione dell'acqua di 60.000 psi, ovvero con un rapporto 30:1 di una pressione dell'acqua pari a 90.000 PSI.
L'acqua pressurizzata viene fornita a una testa di taglio tramite un tubo flessibile o una tubazione ad alta pressione. Sulla testa di taglio, l'acqua ad alta pressione viene applicata a un orifizio con un diametro tipico compreso tra 0,127 e 0,508 mm. Questo orifizio è realizzato in diamante o zaffiro, per resistere all'abrasione dell'acqua ad alta pressione. L'orifizio definisce e crea il flusso d'acqua che taglia il materiale.
Dopo che il flusso d'acqua è uscito dall'orifizio, è possibile aggiungere un abrasivo al flusso d'acqua, per consentirgli di tagliare materiali duri. Quando si tagliano materiali duri, inclusi acciaio, acciaio inossidabile, alluminio, pietra, legno, plastica, vetro, ecc., è l'abrasivo che esegue il taglio vero e proprio utilizzando un'azione simile alla segatura meccanica.
L'abrasivo è solitamente costituito da granato frantumato, lo stesso tipo di materiale spesso impiegato come abrasivo sulla carta vetrata. Alcune applicazioni speciali utilizzano altri tipi di abrasivi.
Quando si tagliano materiali morbidi, come gomma, pelle, stoffa, carta, cartone, isolanti, schiuma, ecc., il getto a pressione ultra-elevata esegue il taglio e non viene utilizzato alcun abrasivo.
ESAB produce le macchine da taglio a getto d'acqua CNC Hydrocut per applicazioni di taglio di grandi e piccole dimensioni e può personalizzare una macchina in base alle esigenze specifiche.