Le processus d’usinage par jet abrasif utilise une pression d’eau élevée seule, ou avec un additif abrasif, pour fournir une force de coupe au jet de 30,000 60,000 à XNUMX XNUMX livres par pouce carré (psi). Ce faisceau d’énergie hydraulique extrêmement concentré est émis par une pièce de machine conçue pour aider à la coupe personnalisée de nombreux matériaux. L’eau seule coupe les matériaux plus mous tels que la mousse, le caoutchouc et le plastique ; le procédé de découpe à froid produit peu de chaleur, ce qui permet de découper 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 découpeuse à jet d’eau ou centre de découpe 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 coupent la pierre, le marbre et le verre, bien que le verre trempé, comme celui d’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 l’artisanat tel que la coupe décorative du verre; et dans la construction, façonner des produits tels que des carreaux sur mesure et des médaillons en marbre incrustés.
Le fait de forcer l’eau du robinet ordinaire à des pressions élevées à travers un canal extrêmement étroit crée un flux coupant qui élimine le matériau cible par érosion. Ces pièces puissantes occupent généralement des ateliers professionnels et des ateliers d’usinage, travaillant souvent comme un 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, peut-être avec un abrasif grenat, qui est un minéral dur et un matériau abrasif naturel et sûr. Le gaz s’écoule à travers une buse convergente-divergente, une chambre de mélange et sort d’une buse convergente fixe ou portative. 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 de carbure de tungstène ont une courte durée de vie 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 mélangeur. Ce flux accélère les particules à des vitesses de coupe à travers un trou de sortie d’un diamètre de 0.007 pouce à 0.02 pouce (0.18 à 0.4 mm), à des vitesses d’environ 600 mph (966 km/h), approchant la vitesse du son. Les facteurs qui peuvent affecter l’usinage par jet abrasif comprennent 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 extractif personnalisé, contrôlé par ordinateur avec d’autres types de machines de sablage au jet. Ceux-ci peuvent inclure l’usinage par décharge électrique (EDM) et les coupeurs à flamme, laser et plasma. L’innovation se poursuit dans le développement de l’usinage par jet abrasif cryogénique avec des cristaux de CO2 non résiduels, afin de minimiser les déchets et de réduire les coûts environnementaux. La disponibilité croissante de l’usinage au jet d’eau dans les ateliers locaux fait de la sous-traitance du processus une option abordable pour les amateurs. Des configurations complètes de pompes, de surfaces de positionnement, de réservoirs et de systèmes d’alimentation signifient que ces machines parfois lourdes occupent principalement les ateliers professionnels.