Corte por chorro de agua

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ALEX FABIÁN VHYMEISTER FRANCO MISAEL FUENTES PAREDES Universidad Austral de Chile, Ingeniero Mecánico, alexv@surnet.cl, Ancud #423Valdivia. Universidad Austral de Chile, Ingeniero Mecánico, mfuentes@uach.cl, Casilla 567Valdivia.

Resumen Los principales métodos de corte de planchas de acero, son los denominados “térmicos”, como por ejemplo, el Oxicorte y el Plasma. Sin embargo, estos métodospresentan una serie de inconvenientes como: gran formación de escoria, formación de gases peligrosos, radiaciones UV, entre otros, manifestándose con mayor intensidad en materiales con poco espesor. Un método que no provoca muchos de los problemas, es el corte “Chorro de AguaAbrasivo” o “Abrasive Waterjet Cutting”. Éste método de muy poca difusión en nuestro país, consiste en un delgado pero potentechorro de agua combinado con una parte de un resistente abrasivo, el cual impacta el material a altísima velocidad, provocando un fenómeno de micro-erosión y de esta forma se logra el corte. Abstract The main methods of steel plate cutting, they are denominated “thermal”, like for example, the Oxy-fuel and Plasma. Nevertheless, these methods present a series of disadvantages like: great formationof dreg, dangerous gas formation, radiations UV, among others, pronouncing itself with greater intensity in materials with little thickness. A method that does not cause many of the problems is the “Abrasive Waterjet Cutting” or “Chorro de Agua-Abrasivo”. This method of very little diffusion in our country consists of a thin but powerful waterjet combined with a part of a resistant abrasive,which hits the material at highest speed, causing a phenomenon of micro-erosion and this form is obtained the cut. Keywords: abrasive, WaterCutting, Crank Drive Pump, Intensifier, Nozzle, Waterjet Systems.

1. INTRODUCCIÓN
En general, este método trabaja forzando un cierto caudal de agua altamente presurizado a través de un orificio de un diámetro muy pequeño (tobera), formando de esta forma undelgado chorro de altísima velocidad. Este chorro impacta el material con una gran fuerza en un área muy reducida, lo que provoca pequeñas grietas que con la persistencia del impacto del chorro “erosiona” el material, por lo que se habla de “micro-erosión”.

Existen dos sistemas que emplean el principio antes descrito, el que emplea sólo agua y que es empleado para cortar todo tipo de materialesblandos, como por ejemplo: madera, alimentos, plásticos, etc. Y el otro sistema de similares características pero que sólo difiere en el ingreso de un abrasivo al chorro, para permitir el corte de materiales duros como: aceros, titanio, aleaciones, etc.

Fig. 1. Inyector agua - abrasivo [2].

Algunas de las principales ventajas de este método por sobre los métodos convencionales son: corte frío(no existe calor que pueda afectar al material), es multidireccional (puede cortar en cualquier dirección), perfora la mayoría de los materiales en el corte (sin necesidad de hacerlo previamente), no existe agrietamiento, ambientalmente amistosos (no existen: gases peligrosos, humos, radiaciones UV), ahorro de material por ancho de corte reducido. Las principales desventajas de este método,radican en que en algunos casos de materiales de grandes espesores y de gran dureza, el tiempo requerido para ser cortado puede ser muy largo y elevar en gran medida sus costos. Además en grandes espesores la forma vertical “ideal” del corte tiende a distorsionarse, incrementado en ocasiones por una incorrecta velocidad de corte. [2]

2. EL MÉTODO
Los investigadores de está materia, se han basado enlas leyes fundamentales de la física y la mecánica de los fluidos para interpretar los fenómenos que aquí ocurren. Por ejemplo, el chorro impacta el material con una cierta energía cinética E a y abandona el material con una energía E ex., la cual debe ser menor que la inicial para que se produzca el corte. La diferencia de estas dos energías es la energía disipada E dis., producto del impacto,...
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