Qu'est-ce que l'usinage par jet abrasif?
Le processus d'usinage par jet abrasif utilise une pression d'eau élevée, seul ou avec un additif abrasif, pour délivrer une force de coupe au jet allant de 30 000 à 60 000 livres par pouce carré (psi). Ce faisceau extrêmement concentré d’eau émet depuis une pièce de machine conçue pour faciliter la découpe personnalisée de nombreux matériaux. L'eau seule coupe des matériaux plus mous tels que la mousse, le caoutchouc et le plastique; le processus de coupe à froid produit peu de chaleur, ce qui permet de couper des matériaux inflammables sans zone affectée thermiquement. L'ajout d'abrasifs permet de découper des motifs de précision dans des matériaux plus résistants tels que les métaux, le verre et les carreaux.
Parfois appelé coupeur à jet d’eau ou centre de coupe à l’eau, l’équipement d’usinage à jet abrasif coupe presque tous les matériaux pouvant être placés sous forme de feuille. Les coupes de haute précision produisent des formes et des motifs complexes avec des bords nets. Ces machines taillent la pierre, le marbre et le verre, bien que le verre trempé, comme dans un pare-brise de voiture, ne puisse être coupé sans se briser. Le diamant est un autre matériau qui ne peut pas être coupé en utilisant ce processus. Ces machines sont utilisées dans la fabrication et l'usinage, la coupe de métaux tels que l'aluminium pour la fabrication; dans des métiers tels que le découpage de verre décoratif; et dans la construction, façonner des produits tels que des carreaux personnalisés et des médaillons en marbre incrustés.
Forcer de l'eau du robinet ordinaire à des pressions élevées à travers un canal extrêmement étroit crée un courant de coupe qui élimine le matériau cible par érosion. Ces pièces à usiner puissantes occupent généralement des ateliers professionnels et des ateliers d’usinage, souvent en tant que processus de finition en raison de leur faible taux d’enlèvement. L'équipement utilise des pompes; Ceux-ci consomment non seulement de l'eau, mais jusqu'à 250 ampères juste pour commencer l'usinage par jet abrasif, et utilisent jusqu'à 50 ampères pendant le processus.
La machine fonctionne en comprimant le gaz à travers une chambre de mélange, éventuellement avec un abrasif à base de grenat, qui est un minéral dur et un abrasif naturel et sans danger. Le gaz circule dans une buse convergente-divergente, une chambre de mélange et sort par une buse convergente fixe ou portable. Les buses résistantes à l'abrasion sont fabriquées à partir de matériaux résistants tels que le saphir synthétique ou le carbure de tungstène. Les buses en saphir ont une durée de vie d’environ 300 heures, tandis que les types en carbure de tungstène ont une durée de vie brève de 12 à 30 heures.
Un jet d'eau à grande vitesse sort de la buse, créant un vide qui aspire l'abrasif à travers un tube de mélange. Ce flux accélère les particules à la vitesse de coupe à travers un orifice de sortie d'un diamètre de 0,18 à 0,4 mm (0,007 pouce à 0,02 pouce), à une vitesse d'environ 600 km / h (966 km / h), approchant de la vitesse du son. Les facteurs pouvant affecter l’usinage par jet abrasif incluent les propriétés des matériaux et les formes souhaitées. De plus, la pression de l'eau et le type d'abrasif doivent être contrôlés pour obtenir la coupe souhaitée, qui est également influencée par la vitesse de coupe.
Parfois appelés lasers à eau, les procédés d’usinage par jet abrasif partagent le concept de façonnage sur mesure, commandé par ordinateur, par extraction avec d’autres types de sableuses à jet. Celles-ci peuvent comprendre l'usinage par électroérosion à fil (fil électroérosion) et les coupeuses à la flamme, au laser et au plasma. L'innovation se poursuit dans le développement de l'usinage par jet abrasif cryogénique avec des cristaux de CO 2 non résiduels, afin de minimiser les déchets et de réduire les coûts environnementaux. La disponibilité croissante d'usinage par jet d'eau dans les ateliers locaux fait de la sous-traitance une option abordable pour les amateurs. Les installations complètes des pompes, des surfaces de positionnement, des réservoirs et des systèmes d'alimentation signifient que ces machines parfois lourdes occupent principalement des ateliers professionnels.