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Aquí hay un cabezal 3D con compensación de conicidad cortando una pieza en un ángulo severo con Flow's Compass™.

La tecnología de chorro de agua ha logrado resolver los desafíos relacionados con el retraso y la disminución del flujo en el corte 2D a lo largo de los años con una tecnología que mejora progresivamente. Para resolver el retraso de la conicidad y el flujo que se encuentran en el corte por chorro de agua bidimensional, los avances tecnológicos han compensado estos errores inherentes sin necesidad de reducir significativamente la velocidad de corte.

A medida que el corte por chorro de agua avanza hacia la tercera dimensión, piense en las complejidades que agrega el corte en 3D. ¿Qué hace que cortar piezas en 3D sea aún más desafiante? Ahora, hay diversos grados de ángulos en una parte, así como variaciones de grosor en el material. A medida que el cabezal de corte se inclina a través de una pieza de material, el corte se vuelve más profundo porque el material es más grueso en ángulo. Además, se requiere la rotación del cabezal y un cambio de velocidad de avance para cortar en ángulo en lugar de solo verticalmente.

El corte en 3D implica muchas más variables que deben tenerse en cuenta, no solo para un corte en ángulo, sino también para un corte en 3D con un ángulo preciso. Un cuarto cabezal de chorro dinámico permite a los fabricantes obtener la precisión que necesitan en el corte 3D.

El corte por chorro de agua 3D no es nuevo. El corte por chorro de agua 3D de cinco ejes se ha realizado para producir piezas para estructuras aeroespaciales durante más de 30 años. También se utiliza en la industria del automóvil.

Hubo un desafío importante para hacer que el corte en 3D se generalice, y ese fue el costo de esos sistemas. Los sistemas personalizados de alta ingeniería son muy costosos y no fáciles de programar. Pero a medida que avanza la tecnología, los sistemas de corte por chorro de agua 3D se han vuelto más fáciles de usar a un costo más accesible.

La mayoría de los talleres están familiarizados con la forma más simple de corte en 3D: el biselado. ¿Cuál es la diferencia entre el corte en bisel y el corte en 3D usando modelado sólido?

En el corte en bisel, todo el borde tiene un grosor constante. La muñeca se establece y mantiene la posición. La corriente se comporta como un corte 2D, pero en ángulo. Estas máquinas producen bordes biselados simples, como para preparación de soldadura. De hecho, la preparación de soldadura es una aplicación muy común para el corte en bisel.

Además, se puede utilizar una máquina de corte por chorro de agua de nivel de entrada para la eliminación de material antes del mecanizado. A veces tiene sentido hacer un corte preliminar para eliminar todo lo que pueda y luego realizar un acabado secundario en un centro de mecanizado. Puede ahorrar mucho tiempo realizar un corte cercano a la red rápidamente en lugar de utilizar una operación de mecanizado de precisión para eliminar todo el material.

En general, este tipo de máquina es adecuada para los fabricantes que desean un corte de 5 ejes rentable pero que no necesitan una alta precisión y no quieren romper el banco.

Este es un buen ejemplo de lo que hará un cabezal de corte avanzado cuando entren en juego muchas aplicaciones. En la parte superior izquierda, la cabeza está inclinada en un ángulo severo. Las abrazaderas de muy bajo perfil sujetan la pieza en su lugar y la cabeza corta en múltiples ángulos alrededor del costado de esta pieza. En la parte inferior izquierda hay un bisel K. Y luego, a la derecha, hay un borde muy afilado, casi como una hoja de cuchillo, en el medio de la geometría. En la parte superior derecha hay un corte intrincado que requiere mucha articulación en la muñeca. Y luego, en la parte inferior derecha, hay una vista aérea.

Históricamente, la capacidad de biselado y contorneado de nivel de entrada ha estado disponible solo en máquinas avanzadas. Ahora está más disponible, asequible y fácil de usar incluso para las funciones de biselado más básicas.

Qué buscar en una máquina de corte por chorro de agua 3D con capacidad de biselado de nivel de entrada:

• Sobre pequeño y compacto • Corte en 5 ejes con control de conicidad • +/- 60 grados de capacidad de corte en ángulo. Si la vertical es cero, querrá poder ir a 60 grados. • Montaje de bajo perfil. Esto es importante para las fijaciones y las abrazaderas, por lo que no chocará con las cosas con una muñeca de 5 ejes. • Diseño simplificado para alimentación de abrasivo y enrutamiento de cables para adaptarse a una muñeca que gira y se mueve en cinco ejes. Es diferente a simplemente tener un cabezal de corte montado verticalmente en la máquina. • Seguimiento de contorno básico, que se vuelve más crítico a medida que corta cosas en ángulo porque la distancia de separación cambia cuando corta cosas en ángulo.

El cabezal 3D con compensación de conicidad es el siguiente nivel de corte por chorro de agua 3D. Con esta tecnología, obtiene una verdadera compensación 3D con control cónico, que compensa el retraso natural del flujo inherente al corte por chorro de agua.

Un cabezal de corte multieje tiene 60 grados de movimiento, con control de conicidad, y hay un sistema mucho más avanzado, preciso y rígido en el propio cabezal de corte. El cabezal compensa automáticamente a través del software para eliminar la conicidad en el movimiento 3D mientras corta. Además, tiene en cuenta la velocidad a la que se mueve en una dirección lineal, el grosor del material, la geometría de la pieza y el ángulo.

Históricamente, las matemáticas detrás del corte por chorro de agua en 3D eran complicadas, lo que se remonta a por qué la tecnología era solo para aquellas aplicaciones aeroespaciales avanzadas hace más de una década. Ahora, con la ayuda de la tecnología de software actualizada, puede predecir el comportamiento de la corriente en un entorno multieje. Este software avanzado permite un uso más común del corte 3D de alta precisión.

No es realista que un programador tenga los conocimientos, la experiencia y la pericia en chorro de agua para programar todas esas variables a través del código G, especialmente si la operación involucra múltiples aplicaciones de corte y una variedad de materiales y espesores. Ahora, todo eso está integrado en el modelado de software de usuario.

Obviamente, no es posible impartir un ángulo a una pieza plana de geometría. No puede simplemente tomar una imagen DXF y ponerle un ángulo. Necesita modelado 3D para poder determinar los ángulos en forma 3D real, y debe conocer el grosor del material para hacerlo. Necesita ver la pieza en 3D para agregar dimensión, colocarle un borde de preparación para soldadura o agregar un borde de 45 grados. El software pone una ruta de herramienta en el dibujo. Es básicamente una función simple y automatizada.

Una máquina de corte por chorro de agua 3D de nivel de entrada está bien para cortar biseles.

La distancia entre el cabezal de corte y el material se vuelve muy importante cuando se corta en ángulo. El corte 3D de una pieza en un chorro de agua cuando el cabezal de corte está en ángulo requiere mantener una distancia de separación constante entre la punta de la boquilla y la pieza de trabajo. Si la distancia cambia, la precisión del corte se verá afectada. Si la altura varía cuando la cabeza está inclinada, el punto de contacto se moverá y provocará errores en la pieza. El chorro de chorro de agua no entrará por donde usted quiere que entre, lo que provocará errores parciales. El software especial está diseñado para solucionar el problema de la distancia de separación.

¿Qué sucede cuando su superficie de trabajo no es plana? Ahora tiene un problema porque el cabezal no está perpendicular al material que está cortando y no se mantiene una altura de separación óptima. Cuanto más inclinada esté la cabeza, más pronunciados serán los errores de corte. Los seguidores de contorno existen para resolver ese problema.

Los seguidores de contorno tradicionales miden la altura de separación desde el borde exterior de su anillo de contacto, no desde el punto central de la herramienta de chorro. La forma de resolver ese problema es un cabezal de corte dirigido por software que gira a lo largo de la superficie del material para compensar las variaciones de altura del material de trabajo durante el corte. El software utiliza el punto central de la herramienta de chorro para medir la altura de separación y resolver errores al cortar piezas en ángulo, biseladas o sin tensión en material de trabajo desnivelado.

Ya sea que esté cortando con chorro de agua una pieza terminada o una pieza casi neta, la capacidad 3D es una gran ventaja. Las aplicaciones incluyen aeroespacial, arquitectura, electrónica, transporte, energía, fabricación y automoción.

El segmento aeroespacial utiliza ampliamente el chorro de agua 3D porque puede cortar cualquier material de cualquier grosor, incluidos materiales complejos y exóticos, como blindaje y vidrio a prueba de balas. Los resultados de alta precisión y la calidad del borde suave como el satén de un borde cortado con chorro de agua lo hacen adecuado para piezas como trenes de aterrizaje, componentes de frenos, carrocerías de aeronaves y componentes de motores. Debido a que no es térmico, no alterará la estructura molecular ni la forma del material que se está cortando.

El chorro de agua 3D también se utiliza en muchas otras aplicaciones. Se utiliza en automoción para recortar paneles de puertas y parachoques con sistemas robóticos. En aplicaciones arquitectónicas y de construcción, se utiliza para cortar encimeras de piedra, azulejos, vidrio y otros materiales quebradizos. Los componentes electrónicos también se cortan con chorro de agua debido al ancho de corte mínimo del chorro de agua y al corte sin zonas afectadas por el calor, para componentes que no pueden soportar la tensión térmica de otros métodos de corte.

Estas y otras aplicaciones han sido posibles gracias a un software con modelado 3D. El corte por chorro de agua de cinco ejes alguna vez fue muy complicado, pero ahora, con el software, es tan simple como parece.

El contenido se ha adaptado de una presentación de FABTECH 2021 de Brian Sherick, vicepresidente de ventas globales de Flow Waterjet, 23500 S. 64th Ave. Kent, WA 98032, [email protected], 253-246-3500,