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Todo lo que debe saber sobre herramientas de corte por chorro de agua: funciones, usos, características costos, en chorro de agua puro y por abrasión
En este artículo, exploraremos en detalle qué es el corte por chorro de agua, por qué se ha convertido en una herramienta tan importante en la industria moderna y las diversas aplicaciones para las que se utiliza. Analizaremos cómo el corte por chorro de agua ha revolucionado el proceso de fabricación y mecanizado, ofreciendo soluciones innovadoras que no eran posibles con las técnicas de corte tradicionales.
Historia del corte por chorro de agua
Históricamente, se cree que los primeros usos del corte por agua se remontan a la mitad del siglo XIX, donde se utilizaba agua a alta presión para la erosión en actividades de minería hidráulica. No obstante, no fue sino hasta la década de 1930 cuando esta técnica empezó a emplearse en la industria para cortar materiales, inicialmente en el sector papelero. Durante el mismo período, comenzaron a explorarse los primeros usos con abrasivos añadidos.
Los años posteriores a la guerra vieron continuos avances en esta tecnología, empezando por el corte de materiales más suaves y evolucionando hacia la creación de sistemas capaces de cortar materiales duros mediante el uso de agua a ultra alta presión. El desarrollo del chorro de agua pulsante tuvo lugar durante las décadas de 1960 y 1970. Con el paso del tiempo y el perfeccionamiento de los sistemas de alta presión, se ha logrado combinar estas tecnologías para dar forma a las aplicaciones modernas.
¿Qué es corte por chorro de agua?
Se trata de una técnica de corte industrial que utiliza un flujo de agua a alta presión, solo o combinado con un material abrasivo, para cortar una diversidad de materiales. La herramienta empleada en esta técnica se conoce como cortadora de chorro de agua, frecuentemente abreviada como chorro de agua, y en ocasiones se refiere a ella como "waterjet". Para cortar materiales resistentes como el metal o el granito se requiere de un agregado abrasivo, denominado chorro abrasivo. Por otro lado, materiales más suaves como el caucho o la madera pueden ser cortados eficazmente con solo el chorro de agua sin necesidad de abrasivos.
Este sistema de corte aprovecha la erosión provocada por el agua a alta velocidad y presión para cortar con precisión, siendo una opción predilecta en la elaboración de componentes mecánicos dado que evita el daño por calor en los materiales, problema común en otros métodos. Industrias como la minería y la aeronáutica se benefician de este método para realizar cortes, modelados y acabados precisos.
Funciones del corte por chorro de agua
El método de corte por chorro de agua se basa en el uso de una bomba de alta presión que dirige el líquido a través de una boquilla estrecha a velocidades extraordinariamente altas. Dentro de la boquilla, el agua pasa por un pequeño agujero hecho en una gema, típicamente diamante o rubí, formando así un potente chorro.
La configuración del equipo permite que el agua alcance presiones de hasta 60.000 libras por pulgada cuadrada (psi) y se dispare a velocidades que pueden llegar a los 2.500 pies por segundo (aproximadamente 760 metros por segundo). Este flujo presurizado y acelerado se emplea para realizar cortes precisos en diversos materiales.
Para potenciar la capacidad de corte, es posible integrar materiales abrasivos al flujo. Los cuales se añaden en cantidades controladas, se almacenan en un depósito y son conducidos hacia la boquilla por un conducto específico para mezclarse con el agua justo antes de ser expulsados juntos a alta velocidad.
Componentes de una máquina de corte por chorro de agua
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Bomba de intensificación: Es esencial para elevar la presión del agua a niveles extremadamente altos, superando los 50.000 psi, preparándola para el proceso de corte.
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Tanque de agua: Actúa como el fundamento de la máquina de corte por chorro de agua, sirviendo para absorber la energía una vez que ha completado el corte del material.
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Cabezales de corte: Mediante un sistema de tuberías de acero inoxidable, el agua a alta presión es conducida hacia los cabezales, donde frecuentemente se le añade un material abrasivo antes de ser expulsada para realizar el corte.
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Mini tolva de abrasivos: Se encarga de administrar la cantidad exacta de abrasivo a la boquilla, ajustando la velocidad de alimentación para maximizar la eficiencia del corte.
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Superficie de corte: Elementos como las rejillas, ladrillos de agua u otras bases proporcionan una superficie estable y plana esencial para sostener el material y lograr precisión.
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Pórtico: Con un diseño tipo puente, el pórtico se desplaza sobre los ejes X e Y, facilitando un control meticuloso sobre el movimiento del cabezal de corte.
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Tolva de alimentación a granel para abrasivos: Esta tolva de gran capacidad almacena cantidades significativas de abrasivo granate, desde cientos hasta miles de libras, que posteriormente se distribuyen a la mini tolva situada en el carro Z.
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Controlador: Utilizando software de control táctil (HMI) basado en PC, este dispositivo transforma los archivos de diseño CAD/CAM en instrucciones de código G&M que dirigen el funcionamiento del corte por chorro de agua.
Materiales en los cuales usar corte por chorro de agua
Una de las ventajas clave del proceso es que no compromete la integridad de los materiales al evitar el calentamiento, endurecimiento o deformación de los mismos. Además, el manejo mediante corte por chorro de agua resulta en un proceso sumamente limpio y eficaz.
Esta tecnología se distingue por su eficiencia y precisión al trabajar con una diversidad de materiales:
- aluminio
- acero
- titanio
- latón
- mármol
- granito
- porcelana
- cerámica
- plástico
- vidrio
Esto demuestra la versatilidad y capacidad adaptativa de la tecnología para atender a una amplia gama de necesidades en diferentes sectores.