Anfrage für Waterjet-Anlagen

FAQ

Foire aux questions sur nos produits

Comment fonctionne la découpe au jet d’eau à haute pression ?

Découpe à haute pression – La particularité de la découpe au jet d’eau

L’une des particularités de la découpe au jet d’eau est certainement la technique de base de ce procédé : la découpe à haute pression.

Le jet d’eau est alors généré par une pompe à haute pression. Le matériau à traiter est séparé soit par de l’eau pure, soit par l’adjonction de sable de coupe à arêtes vives. Dans le domaine de la découpe au jet d’eau, la pompe haute pression (HDP) est donc souvent appelée ‘le cœur’ de l’installation de découpe au jet d’eau.

Chez STM, toutes les machines de découpe au jet d’eau sont équipées, si nécessaire, d’une pompe haute pression. Pour ce faire, STM s’est entouré de partenaires compétents disposant d’une longue expérience. Grâce à des pompes parfaitement adaptées à l’installation, STM permet à ses clients de bénéficier du savoir-faire, de l’expérience et de la compétence d’un système de découpe au jet d’eau de conception modulaire et propose ainsi tout d’un seul tenant.

Qu’il s’agisse d’une pompe avec multiplicateur de pression ou d’une pompe à entraînement direct, chez STM, vous recevez un système de découpe au jet d’eau entièrement fonctionnel, y compris technologie haute pression adaptée.

Lors de la première acquisition ou du remplacement d’un système de découpe (au jet d’eau), c’est en premier lieu le matériau à traiter qui détermine les exigences techniques. En effet, dans la découpe au jet d’eau à haute pression, on distingue deux variantes de procédé fondamentales :

La découpe à haute pression avec de l’eau pure – également appelée ‘eau pure’ – ainsi que la découpe avec de l’eau additionnée de sable abrasif. Dans ce cas, une pression d’eau de 3.500 à 6.000 bars est courante.

En raison des nombreux domaines d’application de la découpe à haute pression, vous obtiendrez chez STM des conseils sur mesure pour votre application, qui répondront à vos exigences tout en représentant une solution de découpe au jet d’eau aussi économique que possible.

Grâce à la construction modulaire, la découpe au jet d’eau haute pression ne connaît quasiment aucune limite, puisqu’il est également possible d’effectuer des modifications ou des ajouts. la mise à niveau du matériel et des logiciels est possible à tout moment

Découpe au jet d’eau – comment est-ce possible ?

Vous vous demandez comment découper avec un jet d’eau?

Pour être précis, la puissance de coupe est fournie par la haute pression de l’eau. Le jet d’eau n’est que l’outil de la haute pression. La vitesse du jet d’eau joue ici le véritable rôle principal dans ce procédé de séparation moderne.

Pour créer cet outil de haute précision, l’eau est accélérée à Mach 2 ou Mach 3 (deux à trois fois la vitesse du son de l’air) à une pression de 4000 à 6000 bars. Le jet d’eau peut ainsi déployer sa puissance de coupe unique.

L’eau pure permet alors de découper des matériaux souples comme la mousse, les aliments ou le plastique. Si l’on ajoute du sable abrasif (généralement du sable grenat) au jet d’eau, même les matériaux les plus durs comme la pierre, les métaux ou le verre peuvent être séparés. De plus, lors de la découpe au jet d’eau, il faut faire attention à de nombreux autres composants comme la bonne tête de découpe ou la vanne haute pression.

Chez STM, nous vous conseillons volontiers sur le système de découpe au jet d’eau adapté à vos exigences individuelles. En effet, même les matériaux particulièrement épais (jusqu’à 300 mm) peuvent par exemple être découpés avec une machine de découpe au jet d’eau STM.

Découper sans déformation et sans bavure – comment est-ce possible avec un jet d’eau ?

Dans les procédés de séparation traditionnels, la déformation du matériau découpé est provoquée par des influences thermiques (p. ex. lors de la découpe au plasma ou au laser). La découpe sans déformation est en revanche possible grâce à la découpe par jet d’eau. Cela permet d’économiser un temps de production précieux lors de la finition des pièces découpées.

La découpe avec une installation de découpe au jet d’eau est le procédé de découpe à froid classique et permet de découper sans aucune déformation du matériau les matériaux durs et mous les plus divers, sans bavure.

Comment fonctionne la découpe au jet d’eau CNC ?

Lors de la découpe au jet d’eau CNC avec une installation de découpe au jet d’eau, le logiciel et la machine fusionnent en un seul outil avec lequel les artisans et les productions industrielles peuvent travailler numériquement, respectivement. de la production. Dans le cas de la découpe au jet d’eau CNC , cela se fait de manière individuelle, flexible et simple d’utilisation et combine ainsi les méthodes de travail numériques et analogiques.

Cette méthode de fabrication est volontiers utilisée, entre autres, pour la production de prototypes, dans la construction d’outils, mais aussi pour la fabrication de petites et grandes séries.

La procédure est simple :

L’échantillon est soit photographié de manière analogique et donc numérisé par le logiciel STM SmartCut, soit déjà numérisé, importé et traité dans des formats courants. (.dwg., .dxf, .step, .ai, .iges ou les formats de Trumpf ou Bystronic sont possibles)

Les corrections nécessaires peuvent être effectuées numériquement de manière simple et intuitive via le logiciel. En outre, la découpe au jet d’eau CNC permet de sélectionner le matériau à usiner ainsi que l’épaisseur du matériau présent pour la future pièce. Le programme propose immédiatement un calcul pour les coûts propres de la production et le prix de vente conseillé (prix VK).

Pour un traitement transparent des commandes, un rapport de travail peut être généré à la fin de la fabrication, documentant entre autres le matériel ainsi que le temps de traitement. Cela permet une fabrication plus précise et documentée et des possibilités d’optimisation efficace.

Avec la découpe au jet d’eau CNC, la pièce est généralement fabriquée sans la supervision de l’employé, ce qui crée de nouvelles ressources.

La découpe au jet d’eau est-elle une alternative à la découpe au laser ?

La découpe au jet d’eau est une alternative moderne à la découpe au laser. Les avantages sont évidents :

Le jet d’eau permet de découper de manière flexible les matériaux les plus divers. Ils vont du verre aux métaux spéciaux comme le métal fritté, le bimétal, l’acier à ressort, le titane, l’inconel ou le platine, en passant par les matières plastiques, le bois et la céramique, etc.

Le traitement du matériau se fait sans apport de chaleur et donc sans aucune modification de la structure. Cela signifie qu’il n’y a pas de zones affectées par la chaleur et donc pas de déformation supplémentaire due à la chaleur. La découpe au jet d’eau est donc une alternative très appréciée à la découpe au laser, car le procédé de découpe à froid ne nécessite pas de traitement ultérieur ou de retouche de la pièce en raison d’une modification matérielle due au processus de découpe.

Par rapport à la découpe avec des installations de découpe laser, l’usinage au jet d’eau permet de découper des matériaux d’épaisseurs très différentes. Celles-ci vont de 0,1 mm à 300 mm d’épaisseur de matériau. Ceux-ci peuvent être découpés dans cet intervalle pratiquement sans rééquipement de la tête de découpe, uniquement en modifiant les paramètres dans le logiciel de découpe STM.

Comment fonctionne le principe de base de la technologie de séparation par jet d’eau ?

La technologie de séparation par jet d’eau remonte à un dentiste allemand qui, au début du XIXe siècle, a mis au point une méthode de séparation par jet d’eau. Il s’agit de la première fois qu’un brevet est délivré pour le perçage de dents au début du XXe siècle.

La technologie de séparation par jet d’eau dans la production industrielle actuelle repose en revanche sur le principe de l’énergie cinétique que possède une goutte d’eau lorsqu’elle sort de la buse d’eau à une certaine vitesse. La buse d’eau a alors la tâche décisive de concentrer l’eau sous haute pression. La buse d’eau est alors juste assez grande pour que la pression ne chute pas. Typiquement, le diamètre de la buse pour le procédé de séparation par jet d’eau est de 0,1 à 0,5 mm.

Les gouttes d’eau sortent à une certaine vitesse en fonction de la pression. Par exemple, à 4000 bars, la vitesse du jet est de 640 m/sec. À cette vitesse, les gouttes d’eau séparent les matériaux souples les plus divers tels que les plastiques, les mousses, le liège, le feutre et autres matières similaires.

Si le procédé de découpe au jet d’eau doit couper des métaux, de la céramique, du verre ou d’autres matériaux durs, il faut ajouter du sable (abrasif) dans une chambre de mélange sous vide après la buse d’eau.

Pour ce faire, on utilise du sable de grenat d’une granulométrie de 0,1 à 0,3 mm. Le sable de grenat est très dur, à arêtes vives et suffisamment lourd pour obtenir un très bon résultat de coupe. En même temps, il n’est pas toxique et peut être facilement recyclé et éliminé par la suite.

Typiquement, le procédé de séparation par jet d’eau utilise une buse d’eau de 0,35 mm à 4000 bars, 3,4 litres d’eau et 450 g de sable/minute pour la découpe.

La technologie de séparation ou le procédé de séparation par jet d’eau est en outre très flexible, car il permet de découper différents matériaux, à commencer par le verre, la pierre, le bois, la céramique, jusqu’à la mousse, le feutre, le liège et les métaux dans les épaisseurs les plus diverses, sans apport de chaleur.

Comparaison de l’épaisseur du matériau et de la précision de coupe – Laser / Plasma / EDM / Jet d’eau

Comme vous pouvez le constater sur le graphique, la découpe au jet d’eau permet d’obtenir une plus grande précision qu’avec un système d’oxycoupage ou de découpe au plasma. De plus, les systèmes de découpe au jet d’eau coupent des matériaux plus épais que les systèmes laser.

En outre, les machines de découpe au jet d’eau présentent de nombreux autres avantages par rapport à d’autres solutions.

Quelle précision de coupe puis-je attendre de la découpe au jet d’eau ?

Plus de 80% des utilisateurs de machines à jet d’eau dans le monde découpent avec une précision de ±0,1 mm ou moins.

Dois-je couper sous l’eau ?

Le principal avantage est la réduction du bruit de coupe à moins de 75 dBA. L’un des inconvénients de la découpe sous l’eau est que l’on voit mal, voire pas du tout, la pièce à découper pendant la découpe. La manipulation des pièces se fait également sous l’eau – à moins d’avoir un contrôle du niveau d’eau dans le réservoir d’eau. En outre, il convient de préciser que le processus de coupe subit une réduction de puissance d’environ 5% lorsque l’eau recouvre la surface de 1 mm.

Jusqu’à quelle épaisseur puis-je couper ?

L’acier et le titane d’une épaisseur allant jusqu’à 200 mm sont découpés sur la base de la production. Il existe des cas où des épaisseurs de 300 mm et 400 mm ont été découpées. Cependant, la majorité des utilisateurs coupent des matériaux d’une épaisseur comprise entre 10 mm et 60 mm.

Quelle est la quantité d’eau nécessaire pour une pression de coupe de 400MPa ?

Cela dépend de la puissance de la pompe HP ou Buse à eau.

Pompe à haute pression :

  • 19 kw : 1,9 l/min
  • 37 kw : 3,8 l/min
  • 45 kw : 4,6 l/min
  • 75 kw : 7,6 l/min

Buse à eau :

  • 0,1 : 0,32 l/min
  • 0,15 : 0,71 l/min
  • 0,2 : 1,22 l/min
  • 0,25 : 1,87 l/min
  • 0,3 : 2,66 l/min
  • 0,35 : 3,57 l/min
  • 0,4 : 4,60 l/min
  • 0,5 : 6,82 l/min

Quelle est la largeur du trait de coupe ?

Le trait de coupe est d’environ 15% plus large que le diamètre du tube de mise au point. Avec un tube de focalisation de 0,8 mm, le trait de coupe a une largeur de 1,0 mm. Plus le diamètre du tube de focalisation augmente, plus le trait de coupe s’élargit.

Quelle est l’ampleur du rétrécissement du trait de coupe ?

L’amincissement qui en résulte est fonction de la vitesse de coupe. Le plus grand rétrécissement possible est égal à la largeur de coupe maximale à la surface du matériau (ex. : 0,8 mm) et à 0,0 mm à la face inférieure du matériau. En réduisant la vitesse de coupe, le rétrécissement diminue également jusqu’à ce que l’on obtienne des côtés parallèles. Le rétrécissement habituel pour les coupes de précision se situe entre 0,05 et 0,10 mm.

Dois-je percer un trou de départ ?

Pour la plupart des matériaux, le jet d’eau génère lui-même son trou de départ (amorce) sans autre effort. Pour certains matériaux composites, il faut réduire la pression de la pompe et utiliser un dispositif de raccordement au vide spécial.

Qu’est-ce qui ralentit le faisceau ?

De 700 mm d’eau dans le réservoir d’eau.

Quelle est la qualité de l’eau nécessaire ?

Les exigences minimales en matière de qualité de l’eau sont les suivantes :

  • valeur du pH 7,0 – 8,5
  • Dureté carbonatée 20 – 60 ppm correspond à 2 – 6 ° dH
  • carbonate de calcium (Ca) 35 – 107 ppm
  • Teneur en chlorure (Cl) ? 100 mg/l
  • Température d’entrée pour l’eau d’alimentation 10 – 25 °C
  • Conductivité électrique à +25°C 450 µS/cm
  • Résidu sec de filtration 350 mg/l
  • Chlore libre dissous 1 mg/l
  • Pression de l’eau d’alimentation 0,2 – 2,5 MPa

Les écarts par rapport à ces valeurs entraînent une durée de vie plus courte des joints haute pression de la pompe et des buses. Il est donc recommandé d’analyser l’eau et, si nécessaire, de la traiter en conséquence.

De quel raccordement électrique ai-je besoin ?

Pour chaque tête de découpe abrasive installée, il faut tenir compte d’une puissance connectée de 37 kW.

Quand et comment utiliser plus d’une tête de coupe ?

Vous utilisez plusieurs têtes de découpe si vous souhaitez produire de nombreuses pièces identiques. Soit une deuxième tête de coupe est fixée sur l’axe z existant, soit un deuxième axe z est installé, sur lequel d’autres têtes de coupe peuvent ensuite être fixées. Il est important que chaque tête de coupe soit alimentée avec la même pression et le même débit afin de réaliser une coupe régulière.

Quelle est la durée d’un intervalle d’entretien de la pompe à haute pression ?

Les joints haute pression doivent être remplacés s’ils ne sont pas étanches ! Pour une pression de travail constante de 400 MPa, les joints doivent être remplacés après 400 à 1 200 heures de coupe.

Quel abrasif utiliser ?

Le sable grenat est de loin l’abrasif le plus utilisé. Il convainc dans les domaines du coût d’acquisition, de la vitesse de coupe, de la durée de vie de la tête de mélange et du risque pour la santé. D’autres abrasifs contiennent du sable d’olivine, de l’oxyde d’aluminium et quelques matériaux artificiels.

De quelle quantité d’abrasif ai-je besoin ?

Une pression de travail de 400 MPa est nécessaire pour obtenir une performance de coupe optimale :

  • Buse 0.15 mm / Foyer 0,6mm 150g/Min
  • Buse 0.25 mm / Foyer 0,8mm 350g/Min
  • Buse 0.35 mm / Foyer 1,0mm 450g/Min

Quelle est la durée de vie du support de la pièce ?

Les grilles d’appui durent de nombreuses heures de coupe, à condition de ne pas toujours couper au même endroit. Les grilles peuvent être déplacées, échangées et retournées, comme dans les systèmes de découpe au laser ou au plasma.

Quelle est la durée de vie du tube de mise au point (= le foyer) ?

Les foyers en carbure de céramique de bonne qualité durent environ 100 heures. Les foyers en carbure de céramique de la plus haute qualité tiennent d’environ 30% plus long que les focus fabriqués avec d’autres matériaux.

Un tel tube de focalisation peut fournir jusqu’à 150 heures de coupe, en augmentant son diamètre de 0,5 mm. Beaucoup de nos clients utilisent déjà des mises au point un peu usées pour la production de pièces qui ne nécessitent pas une grande précision.

Quelle est la durée de vie du jet d’eau ?

Une buse en saphir dure 25 heures de coupe. Une buse en diamant (la plus haute qualité de buse) dure beaucoup plus longtemps, mais coûte 30 fois plus cher et n’est généralement utilisée que pour la découpe au jet d’eau pur.

Les installations de découpe au jet d’eau sont-elles faciles à programmer ?

Grâce à STM SmartCut, la flexibilité du jet d’eau peut être pleinement exploitée. En même temps, l’utilisation est très simple grâce aux stratégies proposées et à l’interface utilisateur intuitive. Le logiciel communique directement entre le système de découpe au jet d’eau et un PC de bureau standard servant d’unité de contrôle CNC. StM SmartCut permet de traiter plus rapidement les demandes de découpe et ne nécessite pas de connaissances spéciales en CNC ou en informatique.

Comment serrer la pièce à usiner ?

Comme la force exercée sur la pièce est très faible (moins de 1 kg pour les coupes de précision et moins de 5 kg pour les coupes moyennes), les dispositifs de serrage coûteux ne sont plus nécessaires. La plupart des utilisateurs utilisent de simples poids légers pour maintenir leurs pièces stables.

Pourquoi travailler avec un système à jet d’eau plutôt qu’avec un laser ?

La découpe laser est un processus très productif. Néanmoins, le jet d’eau présente quelques avantages par rapport au laser :

  • Aucune restriction d’épaisseur
  • Aucun problème avec les matériaux réfléchissants comme le laiton et l’aluminium
  • Pas d’influence de la chaleur, il n’y a donc pas de brûlure ni de modification de la structure du matériau par la chaleur
  • Le jet d’eau permet de découper des matériaux sensibles à la chaleur comme le plastique, le caoutchouc ou les matériaux composites, ainsi que le verre, la pierre et les matériaux très durs.
  • être coupés en céramique
  • Changement de matériau : seule la vitesse de coupe est modifiée. Ni le gaz, ni l’optique ne doivent être remplacés
  • D’autres têtes de coupe peuvent être facilement ajoutées pour une production plus importante.
  • La maintenance des installations laser est plus spécialisée et plus difficile à réaliser
  • La distance entre la buse et le matériau est loin d’être critique
  • Les installations au jet d’eau nécessitent moins de capital à l’achat que les lasers

Pourquoi devrais-je travailler avec un système à jet d’eau et non avec l’EDM ?

L’EDM est très précis, mais aussi très lent. Il exige également un matériau conducteur d’électricité et provoque une modification de la structure du matériau par la chaleur.

Pourquoi devrais-je travailler avec un système à jet d’eau plutôt qu’avec une fraise ?

Si l’on veut découper le bord du matériau et des trous ou créer des trous borgnes et des filetages, le jet d’eau abrasif est généralement beaucoup plus rapide, plus facile à programmer et moins cher qu’une fraise.

Cela s’explique principalement par le fait que nous coupons en une seule fois et que nous ne produisons pas de copeaux métalliques. De plus, les déchets ont plus de valeur sous forme entière que sous forme de copeaux.

Quels sont les avantages de la découpe au jet d’eau par rapport à l’oxycoupage plasma / oxygaz ?

Le découpage au plasma est un processus thermique. Il ajoute de grandes quantités de chaleur à la pièce et laisse une zone affectée par la chaleur.
La surface générée par un jet d’eau est généralement meilleure. Il n’y a pas de bavure sur la face inférieure du matériau, il n’est donc pas nécessaire de le retoucher. Le jet d’eau abrasif n’est pas soumis à une limitation de l’épaisseur de coupe et plusieurs zones de travail d’un même jet peuvent être très proches les unes des autres.

Combien demande-t-on pour la découpe à façon sur des installations à jet d’eau ?

La plupart du temps, la découpe à façon sur des machines de découpe au jet d’eau abrasif est facturée entre 120,00 € et 220,00 € par heure.

Quels sont les coûts d’exploitation d’une installation de découpe au jet d’eau ?

Les coûts horaires commencent à 19,00 € pour une petite tête de coupe (buse : 0,15 mm / foyer 0,6 mm) et vont jusqu’à 35,00 € pour une grande tête de coupe (buse 0,35 mm / foyer 1,0 mm). Ce montant comprend tous les coûts liés à la machine. La main-d’œuvre, le leasing et l’amortissement doivent encore être ajoutés.

Combien coûte l’abrasif ?

L’abrasif coûte actuellement environ 450 euros par tonne.

Que se passe-t-il si mon doigt est pris dans le faisceau ?

Il est séparé. Les dispositifs de sécurité autour de la machine ont donc été planifiés très consciencieusement. Les utilisateurs de machines de découpe au jet d’eau abrasif sont soumis à des obligations de sécurité plus strictes que la plupart des machinistes dans d’autres secteurs.

Quel est le niveau sonore lors de la découpe ?

Le bruit généré par la découpe au jet d’eau dépend de la distance entre le jet libre et la surface de la pièce – c’est-à-dire de la distance sur laquelle le jet d’eau se déplace dans l’air à une vitesse supersonique. Si l’on coupe sous l’eau, le niveau de bruit descend en dessous de 75 dBA. Si l’on coupe au-dessus de l’eau, le niveau de bruit augmente jusqu’à 105 dBA, en fonction de la distance entre la tête de coupe et la surface de la pièce. Dans les cas extrêmes, toute la surface de travail est recouverte.

Comment les eaux usées sont-elles éliminées ?

Ni l’eau, ni le sable de grenat ne contiennent de substances toxiques. C’est pourquoi, une fois que les matières en suspension se sont tassées ou que l’eau a été traitée, elle peut être utilisée pour le traitement des eaux usées. sont rejetés dans le canal. L’abrasif peut être éliminé comme un déchet de construction. Si le matériau traité est toxique ou dangereux pour la santé, les eaux usées et les produits abrasifs doivent être éliminés comme des déchets spéciaux !

S’agit-il d’eau pure ?

Oui. La plupart des clients utilisent l’eau du robinet. Avant la pompe à haute pression, l’eau doit être filtrée à 0,5 micromètre. Les systèmes de désionisation et d’osmose ne sont pas recommandés. De tels systèmes purifient trop l’eau – et une eau trop pure est extrêmement agressive, ce qui entraîne une usure accrue du système haute pression.

Puis-je recycler l’eau ?

L’eau et les abrasifs peuvent être nettoyés et recyclés grâce au système ONECLEAN. Pour en savoir plus, consultez la page Système OneClean.