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MAQUINA DE CORTE DE CHAPAS DE ACERO INOXIDABLE POR CHORRO DE AGUA Y ABRASIVOS
Compendio: El proceso convencional de corte de chapas de acero inoxidable, es por medio de plasma. Este tipo de corte presenta los siguientes inconvenientes: a) Deja escoria. b) La zona de corte está sometida a calentamiento (zona afectada por el calor [ZAC]), lo cual origina cambios estructurales y c) En la ZACaparece una aureola que perjudica su terminación estética.
El objetivo del siguiente proyecto es eliminar las dificultades apuntadas en el proceso anterior realizando el corte (de chapas de acero inoxidable ausentico hasta 2 mm de espesor) por medio de un chorro de fluido a elevada velocidad.
El proceso de corte solamente se puede llevar a cabo con el agregado, en el flujo de agua, de partículas dematerial abrasivo {M-K}. Se puede emplear como elemento elevador de la presión del agua, una bomba inyectora lineal (motor Diesel), para lo cual se debe realizar una serie de transformaciones para adaptarlo al uso específico.
Con respecto al circuito: a) se debe realizar el correcto filtrado del agua para prolongar la vida útil de la tobera de agua {URI}. b) La válvula reguladora de presiónprotege al circuito de sobre presiones y c) El acumulador de gas mantiene la presión constante.
Introducción: Para realizar el corte de un material determinado necesitamos de una cierta cantidad de energía. En el proceso de corte se produce lo que denominamos: transformación de la energía, la energía que se entrega se transforma en energía de deformación del material a cortar. Ahora, todo fluido enmovimiento lleva asociado una determinada cantidad de energía (cinética). Por lo tanto este fluido deberá tener una energía mayor o igual a la necesaria para realizar el corte.
Como medio portador de energía en general, podemos utilizar casi todos los elementos líquidos: agua, aceites, alcoholes y hasta metales líquidos como por ejemplo el mercurio. Ahora, el agua presenta una serie de ventajascon respecto a los demás: a) Existe en cantidad suficiente y en calidad requerida (potable), en casi todos los lugares. b) Ínfimo costo, en su empleo, con respecto a los demás fluidos. c) Fácilmente accesible. d) No genera fuego o incendio. e) Buenas condiciones de fluidez (baja viscosidad), de lo contrario sería muy dificultoso lograr la salida del chorro por un pequeño orificio a alta velocidad.Por otro lado, el aire también está totalmente descartado como fluido portador de energía: a) Elevado costo para lograr altas velocidades en el fluido (túnel de viento). b) Muy baja energía cinética (Densidad del aire = Densidad del agua / 1000). c) Muy difícil de lograr un efecto puntual, por lo tanto alta dispersión al salir de la tobera.
El proyecto está acotado al corte de chapas de aceroinoxidable austenítico hasta 2 mm de espesor.
Desarrollo: Para el corte de chapas de acero inoxidable austenítico (AISI 310) de 2 mm de espesor se necesita de un valor muy elevado de presión de agua, esto se debe a la baja densidad del fluido. Al agregar un elemento elevador de la densidad (partículas de metal) al flujo de agua, la presión necesaria de la bomba se ve reducida a un tercio delvalor anterior. Pero la misma aun sigue siendo elevada.
La alternativa adecuada es agregar partículas de material abrasivo (alúmina, granate, etc.) al flujo de agua {M-K}, las cuales producen el microvirutamiento del material a cortar {E-M}. Ahora la presión necesaria de la bomba de agua se sitúa en 400 atmósferas.
Con respecto al sistema de mezclado del agua y del abrasivo se puede decir: lasucción del abrasivo, desde la tolva que lo contiene, se efectúa por vacío (efecto Venturi) a través de una placa orificio calibrada, siendo necesario una depresión de una décima de atmósfera para obtener el caudal adecuado (3,4 gr/s).
{S} El material de construcción más adecuado para el tubo mezclador, con alúmina como abrasivo, es el carburo de boro con carbono 5 % (B4C-C 5 %). El perfil...