Waterjet, czyli inaczej cięcie metalu wodą to jedna z najbardziej precyzyjnych metod oczyszczania lub przecinania metalu. Na czym polega i jakie są jej największe zalety i wady? Opisujemy poniżej.

Cięcie metalu strumieniem wody

Metoda przecinania materiałów z użyciem wody wywodzi się ze Stanów Zjednoczonych, a jej podstawy opracowano w latach 60. XX wieku. W Europie rozwiązanie przyjęło się około 20 lat później, oczywiście przede wszystkim w przemyśle. Na czym polega? Woda pod bardzo wysokim ciśnieniem jest w stanie wytworzyć ogromną energię, którą można wykorzystać do przecinania nawet bardzo twardych i grubych materiałów, w tym metali. Metoda posiada ogólnie przyjętą nazwę Waterjet, którą dosłownie można przetłumaczyć jako „strumień” wody. Nie oddaje ona w pełni istoty procesu. Co prawda w niektórych przypadkach rzeczywiście do przecięcia materiałów używa się wyłącznie strumienia wody pod wysokim ciśnieniem, jednak w przypadku metali niezbędne jest zastosowanie także specjalnego ścierniwa, które wzmacnia siłę cięcia. Ścierniwem mogą być różnego rodzaju minerały, najczęściej krzemiany. Są one bardzo wytrzymałe i o wiele twardsze niż np. zwykły sypki piasek. Odpowiednie minerały dobiera się do konkretnej, przecinanej struktury.

Na czym polega cięcie metalu wodą?

Cały system cięcia wodą opiera się na głowicy, przez którą dopływa woda pod wysokim ciśnieniem. O jakich wartościach mówimy? W zależności od wykorzystywanych urządzeń, jest to nawet 3000-4000 atmosfer. Aby uchronić dyszę głowicy przed działaniem ciśnienia, jest ona wyłożona jednym z najtwardszych minerałów występujących w naturze, np. diamentem lub szafirem. Blisko wylotu głowicy znajduje się także dysza mieszająca, z której za sprawą różnicy ciśnień, pobierane jest ścierniwo, które pod wpływem ciśnienia wody osiąga bardzo wysoką prędkość (nawet 300 m/s). Dyszę tnącą głowicy nakierowuje się na cięty materiał.

Jakie materiały można poddać cięciu wodą?

Metoda cięcia metalu strumieniem wody należy do najbardziej precyzyjnych i wydajnych metod przecinania. Można w ten sposób przecinać wszystkie, nawet najtwardsze rodzaje metali i elementy o dużej grubości. W przypadku metali większość urządzeń pozwala na przecinanie do grubości przekraczającej nawet 15 cm. W przypadku innych materiałów, możliwe jest nawet cięcie dwukrotnie grubszych elementów. Cięcie metalu wodą ma tę przewagę nad innymi rozwiązaniami, że nie niszczy ani nie wypala krawędzi materiałów. Dlatego jest to metoda bezpieczna dla struktury, która najczęściej nie musi być poddawana dodatkowej obróbce. Pozwala to zaoszczędzić czas i środki finansowe.

Cięcie metalu wodą – wady i zalety

Jak wspomnieliśmy w poprzednim akapicie, przewagą cięcia metalu wodą nad innymi metodami cięcia metalu jest możliwość przecinania bardzo twardych i grubych materiałów. Ta metoda nie niszczy także krawędzi ani nie odkształca metalu. Kolejną zaletą są niewielkie straty materiałowe. Woda tnie na zimno, rozdzielając materiał bez konieczności jego podgrzewania, wypalania czy odparowywania. W przypadku wycinania bardzo precyzyjnych, skomplikowanych wzorów ma to szczególne znaczenie.

Cięcie wodą jest jedną z najbardziej precyzyjnych metod cięcia. Pozwala na dokładne wycinanie wzorów z nawet najbardziej skomplikowanych projektów. Strumień tnący jest bardzo cienki, co pozwala na bardzo dokładne prowadzenie go.

Firmy zajmujące się usługami cięcia metalu wodą zazwyczaj podkreślają jeszcze jedną zaletę tej metody. Ich zdaniem jest ona ekologiczna. Co prawda w czasach, kiedy zwracamy coraz większą uwagę na oszczędność wody, to twierdzenie wydaje się nie do końca poprawne, jednak w porównaniu do innych powszechnych rozwiązań, gdzie generowane są szkodliwe dla zdrowia ludzi i środowiska opary gazów, spaliny czy bardzo wysoka temperatura, bez wątpienia cięcie wodne zdobywa przewagę.

Jak każde rozwiązanie, cięcie metalu wodą ma także swoje wady. Zalicza się do nich przede wszystkim wysokie koszty w porównaniu do innych znanych metod przecinania. Cięcie wodą, w przypadku wielu materiałów, wymaga więcej czasu niż np. cięcie z wykorzystaniem wiązki laserowej. Dłuższy czas oznacza większe koszty. Straty czasowe i kosztowe są w wielu przypadkach rekompensowane ze względu na brak konieczności obróbki krawędzi materiału. Za wadę cięcia metalu strumieniem wody uważa się także jej ograniczenie pod względem płaszczyzny cięcia. Możemy ciąć wyłącznie płaskie powierzchnie, przy czym muszą one być całkowicie przecinane (nie możemy np. wycinać rowków o określonej głębokości). Jest to związane z konstrukcją urządzeń wykorzystywanych do cięcia oraz samej charakterystyki strumienia wodnego wraz z ścierniwem.