Cięcie strumieniem wody to ekologiczna technologia o wszechstronnym zastosowaniu. Takiej obróbce można poddawać rozmaite materiały i uzyskiwać z nich nawet bardzo skomplikowane kształty. Uniwersalne zastosowanie i doskonałe efekty sprawiają, że na cięcie wodą decydują się wytwórcy z wielu branż przemysłu. Na czym polega cięcie strumieniem wody, jakie materiały można poddać obróbce i jakie są zalety tego rozwiązania?
Czym jest cięcie wodą?
Cięcie strumieniem wody to technologia przecinania lub czyszczenia rozmaitych materiałów, która wykorzystuje wodę pod wysokim ciśnieniem. Jest to proces ekologiczny, w którym można stosować zarówno samą wodę, jak i wodę z dodatkiem ścierniwa – w zależności od rodzaju materiału poddawanego obróbce. Początki technologii sięgają lat 70. XX wieku, lecz dopiero w kolejnej dekadzie zaczęto ją stosować w przemyśle na szerszą skalę. Do cięcia wodą wykorzystuje się wycinarkę CNC wyposażoną w specjalną głowicę wodną lub wodno-ścierną. Dzięki temu, że maszyna dysponuje pięcioma osiami obrotu, istnieje też możliwość cięcia pod kątem, co pozwala uniknąć późniejszego fazowania materiału.
Jest to technologia umożliwiająca wycinanie nawet najbardziej skomplikowanych kształtów z niemal dowolnych materiałów, również tych kruchych, jak ceramika, szkło czy gres. Cięcie wodą sprawdza się doskonale również wtedy, gdy inne technologie (np. obróbka termiczna czy obróbka ubytkowa) przynoszą niewystarczające efekty. Prędkość wylotowa wody może sięgać do 760 m/s, a technologia umożliwia obróbkę elementów o grubości do 200 mm. Cięcie wodą odbywa się na zimno, dzięki czemu nie stwarza ryzyka wystąpienia odkształceń termicznych.
Inne nazwy technologii cięcia wodą:
- cięcie strumieniem wody,
- waterjet,
- abrasive waterjet,
- obróbka strumieniowo-ścierna,
- obróbka wodno-ścierna,
- obróbka hydro-ścierna,
- obróbka hydro-abrazyjna.
Cięcie strumieniem wody – jak to działa?
Strumień wody o ciśnieniu 4000 barów jest przepuszczany przez dyszę o niewielkiej średnicy, co umożliwia wytworzenie strumienia o prędkości ponad 3-krotnie przekraczającej prędkość dźwięku. Czystym strumieniem wody o średnicy poniżej 0,1 mm można rozcinać wiele rodzajów materiałów. W trakcie cięcia głowica z dyszą tnącą jest ustawiona prostopadle do powierzchni materiału, lecz po jej nachyleniu pod kątem możliwe jest również żłobienie i ukosowanie przedmiotów.
Głowica wodna – zastosowanie:
- guma,
- pianka,
- folia,
- tkaniny,
- papier i tektura,
- skóra,
- styropian,
- miękkie wykładziny PVC,
- miękkie lub cienkie drewno,
- żywność,
- inne miękkie materiały.
W przypadku metalu cięcie odbywa się z mniejszą prędkością i z dodatkiem ścierniwa, np. garnetu. Do cięcia bardzo twardych materiałów stosuje się proszek ścierny z węglika boru (B4C). Ścierniwo jest zasysane do komory miksującej, a następnie woda ze ścierniwem trafia do dyszy hydro-ściernej, gdzie jest formowana i stabilizowana. Mieszanina jest zdolna do rozcinania bardzo twardych materiałów, takich jak stopy tytanu o grubości ponad 150 mm.
Głowica wodno-ścierna – zastosowanie:
- stal (zwykła, nierdzewna, narzędziowa, kwasoodporna),
- aluminium,
- miedź,
- mosiądz,
- brąz,
- twarde lub grube drewno,
- tworzywa sztuczne,
- szkło (zwykłe i kuloodporne),
- granit,
- ceramika,
- nylon,
- gres szkliwiony,
- włókno węglowe,
- kamień,
- marmur,
- kompozyt,
- materiały nietypowe,
- inne materiały twarde.
Jakie są najpopularniejsze materiały do cięcia wodą?
Cięcie strumieniem wody to nowoczesna, ekologiczna i wysoce skuteczna technologia umożliwiająca rozcinanie niemal wszystkich materiałów – poza diamentem. Efektywność tej metody zależy przede wszystkim od zastosowanej głowicy (wodna lub wodno-ścierna) oraz doświadczenia operatora. Uzyskane elementy znajdują zastosowanie w wielu branżach, m.in. w przemyśle metalowym, kamieniarskim i budowlanym. Waterjet może być również wykorzystywany w branży spożywczej do precyzyjnego cięcia tortów.
Sprawdź 8 najpopularniejszych materiałów poddawanych cięciu wodą!
Metal
Ten surowiec konstrukcyjny, produkowany w procesach hutniczych, znajduje wszechstronne zastosowanie w przemyśle oraz branży budowlanej. W postaci stali, miedzi, cynku lub aluminium jest wykorzystywany między innymi do budowy balustrad czy schodów. Metale dobrze przewodzą ciepło i elektryczność, wyróżniają się wytrzymałością, połyskiem i odpornością na korozję. Poddając metal obróbce wodno-ściernej, można uzyskać niemal dowolne kształty, bez ryzyka odkształceń i konieczności dalszej obróbki krawędzi. Cięcie wodą nie powoduje też żadnych zmian w składzie surowca, co sprawia, że jest to jedna z najczęściej wykorzystywanych metod do przecinania metalu.
Kamień
Wykorzystywany w budownictwie kamień to surowiec występujący naturalnie w środowisku. Jego cechy charakterystyczne to wysoka wytrzymałość i trwałość, dlatego nic dziwnego, że jest powszechnie wykorzystywany do budowy fundamentów, murów, schodów, parapetów czy posadzek. Do rodzajów kamienia zaliczamy m.in. granit, węglan wapnia (kalcyt), marmur, dolomit, piaskowiec i wapień. Cięcie wodą kamienia jest precyzyjne, bezpieczne i sprawne, a przy tym nie stwarza ryzyka zmian w kolorze czy strukturze.
Szkło
Szkło zaliczamy do materiałów kruchych, podatnych na uszkodzenia, dlatego wiele firm decyduje się na cięcie szkła wodą – ta metoda pozwala wyprodukować między innymi małe i cienkie elementy o dowolnym kształcie. Cięcie strumieniem wody może być wykorzystywane na przykład do produkcji okien, luster, ozdób, biżuterii czy mebli. Możliwe jest również cięcie wielowarstwowego szkła kuloodpornego, pancernego czy zbrojonego. Cięcie wodą szkła zapewnia wysoką precyzję i bezpieczeństwo oraz niemal nieograniczone możliwości w zakresie kształtów i detali.
Drewno
Waterjet jest również wykorzystywany do obróbki drewna – zarówno miękkiego, jak i twardego. Cięcie wodą pozwala zachować walory estetyczne drewna, bez zmiany struktury surowca. Dzięki temu, że obróbka odbywa się bardzo szybko, drewno nie nasiąka wodą, choć wymaga osuszenia po cięciu. Cieńsze elementy są zwykle rozcinane głowicą wodną, natomiast grubsze z wykorzystaniem ścierniwa. Podobnie jak w przypadku innych surowców, cięcie wodą drewna pozwala uzyskać niemal dowolne kształty, które są niemożliwe do osiągnięcia z wykorzystaniem standardowego frezu.
Blacha
Do wyrobu blachy jest wykorzystywana stal, a w zależności od przeznaczenia blacha może różnić się parametrami. Jest ona odporna na uszkodzenia mechaniczne, wysokie temperatury i ścieranie, a także trwała i plastyczna. Blachę najczęściej wykorzystuje się w branży budowlanej, a do jej obróbki można bez przeszkód stosować cięcie wodą. Waterjet nie wpływa na strukturę materiału i nie pozostawia śladów na powierzchni blachy, a cięcie strumieniem wody jest precyzyjne i szybkie.
Ceramika
Obróbka hydro-abrazyjna jest powszechnie stosowana w produkcji płytek ceramicznych przeznaczonych do łazienek i kuchni oraz na balkony i tarasy. Takie płytki różnią się zarówno designem, jak i właściwościami – wyróżniamy m.in. płytki antypoślizgowe czy mrozoodporne. Cięcie płytek ceramicznych wodą jest skuteczne i precyzyjne – minimalizuje ryzyko uszkodzeń mechanicznych i mikropęknięć oraz zapewnia gładkie krawędzie i jednolitą powierzchnię. Płytki ceramiczne można ciąć standardowo pod wymiar, a także pod kątem.
Gres
Cięcie strumieniem wody jest popularne również wśród producentów płytek gresowych, które powstają z drobno zmielonej kamionki. Jest to materiał wyjątkowo odporny na uszkodzenia, który wyróżnia się mrozoodpornością i niską absorpcją wody, dlatego może być stosowany zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz. Cięcie wodą gresu eliminuje problem postrzępionych krawędzi i pozwala uzyskać dowolne kształty.
Tworzywa sztuczne
Materiały zaliczane do tworzyw sztucznych powstają z polimerów syntetycznych lub naturalnych – nie występują w naturze i są wytwarzane przez człowieka. Poszczególne rodzaje tworzyw sztucznych mają różne właściwości, jednak większość z nich wyróżnia się wodoodpornością, niską tolerancją wysokich temperatur, małą gęstością, brakiem przewodności elektrycznej, odpornością na wiele substancji chemicznych i łatwością obróbki. Cięcie wodą tworzyw sztucznych nie stwarza ryzyka mikropęknięć, odkształceń termicznych i odkształceń krawędzi, dlatego nie ma konieczności poddawania surowców dalszej obróbce.
Zalety cięcia strumieniem wody
Dzięki licznym zaletom cięcie wodą to technologia, z której korzysta coraz więcej przedstawicieli wielu gałęzi przemysłu. Niektóre korzyści są niemożliwe do osiągnięcia innymi metodami, co zwiększa zainteresowanie tą technologią.
Główne zalety cięcia wodą:
- Bezpieczeństwo dla człowieka i środowiska – podczas cięcia wodą nie są emitowane opary, gazy i pyły. Nie ma też konieczności stosowania chłodziwa, a wykorzystywanie tej metody minimalizuje ryzyko porażenia prądem lub pożaru.
- Wysoka skuteczność – proces cięcia wodą odbywa się na zimno, dzięki czemu nie ma ryzyka wystąpienia odkształceń termicznych, mikropęknięć i naprężeń.
- Wysoka precyzja – cięcie wodą pozwala uzyskać krawędzie bez zadziorów i bez konieczności dalszej obróbki. Dzięki oprogramowaniu CAD/CAM możliwe jest również optymalne wykorzystanie obrabianego materiału.
- Obróbka materiałów o grubości do 200 mm – jest to praktycznie niemożliwe w przypadku innych technologii cięcia kształtowego.
- Możliwość wycinania skomplikowanych kształtów – cięcie wodą zapewnia niemal nieograniczone możliwości w zakresie doboru kształtów i precyzyjne docinanie krawędzi.
- Brak odprysków – dotyczy kruchych materiałów (z wyjątkiem szkła hartowanego).
- Powtarzalność na całej powierzchni – cięcie wodą pozwala utrzymać takie same parametry na powierzchni całego elementu.
- Szerokie zastosowanie – za pomocą głowicy wodno-ściernej można ciąć niemal wszystkie materiały (z wyjątkiem diamentu), również te wyjątkowo trudne, jak ceramika, szkło, żywność czy kompozyt.
Usługi cięcia wodą w Syntmet
W Syntmet specjalizujemy się w cięciu strumieniem wody – naszą ofertę kierujemy do przemysłowców z wielu branż. Realizujemy wielkoseryjne zlecenia cięcia wodą półproduktów oraz wyrobów gotowych, a także wykonujemy cięcie wodą produktów jednostkowych i wyrobów w małych seriach. Do obróbki wodnej i wodno-ściernej przyjmujemy elementy z różnego rodzaju materiałów, takich jak szkło, tworzywa sztuczne, pianka, guma, skóra naturalna, laminaty, skały, stal, drewno, gres, porcelana, terakota czy ceramika. Siedzibą Syntmet jest Wolbrom (woj. małopolskie), lecz usługi cięcia wodą kierujemy do Klientów z całej Polski, ze wszystkich województw. Zapraszamy do kontaktu i wyceny!