Con este método no se aporta nada de calor al material que se va a cortar. El corte se logra mediante la erosión rápida del material con la ayuda de un chorro de agua a alta velocidad y presión, a través de un cabezal de corte controlado por medios automatizados tipo CNC.

El corte por chorro de agua es uno de los procesos de mecanizado con mayor desarrollo en los últimos años, debido fundamentalmente a que no produce esfuerzos ni cargas térmicas a las zonas de corte y a que permite cortar prácticamente cualquier material, incluidos materiales compuestos y materiales muy duros. Es además un proceso sostenible, dado que no emite gases ni partículas durante su funcionamiento, por lo que se ha convertido en muy poco tiempo en el método de mecanizado líder en numerosas aplicaciones industriales.

Esta tecnología nació en Estados Unidos en los años 60 y en sus inicios su objetivo principal era limpiar piezas y superficies –fachadas, naves industriales, desengrase de pistas de aterrizaje,…–, dado que las presiones del chorro de agua no superaban los 100 bar. Los primeros hitos importantes se produjeron en 1968, cuando el doctor Norman Franz, profesor de la universidad British Columbia de Canadá, patentó el primer sistema de corte por chorro de agua de alta presión, capaz de alcanzar los 700 bar; y en 1971, cuando la compañía papelera Alton Box Board, desarrolló un sistema con una presión de 4.000 bar. Aún así, la tecnología no era suficiente para cortar materiales metálicos y no fue hasta los años 80 cuando, mediante la adición de abrasivos al gua, se hizo posible el corte de materiales duros, incluyendo metales, vidrio, cerámica y materiales compuestos.

Existen, por tanto, dos tipos de máquinas-herramienta de corte por chorro de agua: las que usan únicamente agua y que básicamente se emplean en la industria alimentaria, y las de chorro de agua con abrasivo, que son las que se usan en todas las demás aplicaciones industriales y que son a las que nos referimos en este artículo.

Esquema de funcionamiento de corte por chorro de agua

El esquema de funcionamiento del corte por chorro de agua consiste en aplicar sobre la zona a cortar del material un finísimo chorro de agua a muy alta velocidad y presión a través de la boquilla de corte.

Una bomba de alta presión genera un chorro muy fino de agua con presiones nominales que van desde 3000 a 6000 bar. Este chorro fino se combina con el diámetro de la abertura de la boquilla, que oscila entre 0,1 y 0,4 mm, en función de las necesidades de corte. De esta manera el chorro de agua alcanza velocidades de hasta 1.000 m/seg. La estructura de la boquilla suele estar construida en acero inoxidable, pero la punta puede ser de diamante, zafiro y rubí.

El proceso no puede realizarse manualmente, sino por medios automatizados CNC tridimensionales, porque incorporan 5 ejes, aunque muchos sistemas son ya robóticos o de 6 ejes, con una libertad de giros absoluta.

Ventajas de este tipo de corte

La tecnología de corte por chorro de agua es un método de mecanizado en auge por las numerosas ventajas que presenta:

  • Versatilidad: se trabaja con cualquier material de la misma manera, sin necesidad de tener que cambiar la boquilla. Al no tener que cambiar la herramienta de corte, los procesos de mecanizado son más ágiles. Y además permite cortar una amplia gama de espesores.
  • Se pueden cortar todo tipos de materiales, desde muy blandos y dúctiles, hasta muy duros y frágiles, difíciles de mecanizar.
  • La distorsión térmica es nula o insignificante, puesto que el calor generado en el proceso de corte es disipado instantáneamente por el agua. Las microestructuras de los materiales no sufren cambios, lo que es especialmente útil en el mecanizado de materiales térmicamente muy sensibles.
  • Las fuerzas de corte son pequeñas, por lo que no se producen esfuerzos en la pieza de trabajo. Esto implica que la forma de sujetar las piezas para el corte sea muy sencilla.
  • Es un sistema excepcional para mecanizados en 2D y 3D, óptimo para cortar formas complicadas y generar contornos.
  • Y es absolutamente respetuoso con el medio ambiente, el proceso de mecanizado más amigable medioambientalmente, dado que no produce polvo ni partículas dañinas.

Amplia gama de modelos de máquinas de corte por chorro de agua

Su único “pero”, que es un proceso de mecanizado un poco más caro en comparación con otras máquinas-herramienta de mecanizado. En el mercado, existe una amplia gama de modelos de máquinas de corte por chorro de agua cuyo funcionamiento básico es siempre el mismo, pero que difieren en potencia, tamaño, número de ejes, automatización, número de cabezales, etc… Y entre los principales fabricantes, en MEKA3 destacamos:

Flow Ibérica, filial en España del fabricante Flow International Corporation, a la que visitamos en la Bienal Internacional de Máquina-Herramienta (BIEMH) de Bilbao, donde tuvieron durante toda la feria trabajando la máquina modelo M500-4020-DYN XD-94iS, con cabezal de 5 ejes y una bomba de 6.000 bares.

OMAX Corporation, que en España distribuye LUCOHE, también presente en la BIEMH 2022 con las últimas innovaciones tecnológicas de OMAX.