El corte por chorro de agua: ¿cómo responder a necesidades más elaboradas?

El corte por chorro de agua llega de forma transversal a muchos tipos de industrias, debido a la gran diversidad de materias primas que se pueden cortar: metales (aceros, acero inoxidable, titanio, etc.), composite, cuero, textil, carbón, madera, espuma, plástico, piedra, granito, mármol, vidrio... ¡e incluso productos alimentarios como la fruta, la verdura, la carne, la repostería, etc.!

Por ello, las problemáticas industriales son variadas y obligan a buscar soluciones técnicas adaptadas. El chorro de agua puede cortar prácticamente todos los materiales con ventajas distintas:

• Para las aplicaciones agroalimentarias, la primera cualidad del corte por chorro de agua es que no se polucionan o contaminan los productos cortados.
   
• Para los materiales blandos, la finura del chorro (aproximadamente 0,1 mm de diámetro) permite cortar sin esfuerzo y sin deformaciones.
   
• Para los materiales rígidos, las ventajas más destacadas son las siguientes: el corte de materiales sensibles sin zona afectada térmicamente (como con los láseres o máquinas de corte térmico), lo que permite a la vez conservar la estructura cristalina del material y realizar detalles finos (ángulos salientes muy puntiagudos). Finalmente, debido a su tecnología de corte que utiliza agua con abrasivo, incluso los materiales muy duros se pueden cortar con detalles bastante finos, puesto que el chorro tiene aproximadamente 1,1 mm de diámetro.
   

¿Cómo producir piezas con corte por chorro de agua, respetando al mismo tiempo las características técnicas de la materia prima, sobre todo en composites?

¿Cómo aportar un valor añadido complementario a las piezas cortadas en una máquina de corte por chorro de agua?

¿Cómo responder, con corte por chorro de agua, a necesidades muy específicas?

Para este artículo, Metal-Interface ha consultado a Arthur PAIS, presidente de la empresa Mécanuméric, y a Guillaume JULLIAN, encargado de los productos Chorro de agua, quienes han compartido su experiencia y han destacado algunos ejemplos que ilustran nuestro discurso.
 

Enriquecer una máquina de corte por chorro de agua con otras tecnologías puede ser necesario en ciertas situaciones con la finalidad de alcanzar distintos objetivos:

• un uso particular de la pieza que requiere que se eviten eventuales degradaciones de las propiedades de la materia,
   
• una mejora de la productividad en el ciclo de fabricación de las piezas.
   

Arhur PAIS pone como ejemplo piezas producidas para el avión A350 de AIRBUS: «Se trata de piezas que había que cortar en un composite carbono termoplástico: existía un gran riesgo de delaminación de las diferentes capas del material, incluso utilizando el corte por chorro de agua a baja presión. Para garantizar una pieza adecuada que preserve las cualidades de durabilidad y resistencia, primero se hace un orificio con un husillo de taladrar directamente integrado en la máquina. El corte por chorro de agua se lleva a cabo a continuación de una manera tangencial y no en plena materia».

Estas extensiones tecnológicas también pueden ser una solución interesante para mejorar la productividad, principalmente al limitar las transferencias de una pieza desde un puesto de producción a otro.

A modo de ejemplo, Guillaume JULLIAN cita tres casos:

• «El de un empresario que tiene una máquina mixta. En realidad, se trata de una base de maquina de chorro de agua, a la que se ha añadido un husillo de fresado, así como un almacén de herramientas para realizar orificios calibrados.
   
• Otro empresario lleva a cabo etiquetado automático de piezas directamente en la máquina de chorro de agua (trazabilidad, optimización de los desechos y del consumo de materia debido a la mezcla de varios pedidos de forma simultánea, e identificación de las piezas para montaje en obra). Todas ellas constituyen operaciones complementarias que aportan valor añadido a las piezas que se producen de este modo.
   
• Por último, otro caso, un robot integrado en la máquina de corte por chorro de agua realiza al mismo tiempo una parte de las operaciones de corte, desplazando las piezas que se van a cortar debajo de los cabezales de chorro de agua, y después lleva a cabo todas las operaciones de manipulación de las piezas y de las herramientas de manera completamente automática».

Para estas aplicaciones de máquinas de chorro de agua multitecnologías, la asistencia del proveedor de la máquina es esencial, puesto que tiene que personalizar las soluciones para el cliente. Para ello, tiene que ser fabricante y disponer de una oficina de proyectos multitecnologías y también de un equipo de técnicos que presten la asistencia técnica y que tengan un buen conocimiento sobre las tecnologías de chorro de agua y las tecnologías complementarias.
 

El diseño y la fabricación de una máquina de corte por chorro de agua puede ir más allá de una simple personalización o del añadido de otra capa tecnológica. Cuando se fabrica une máquina a medida, el objetivo es proporcionar una solución personalizada a la problemática de un empresario cuando las soluciones estandarizadas de corte por chorro de agua no permiten hacerlo de una forma óptima.

Arthur PAIS y Guillaume JULLIAN ponen el ejemplo de un proyecto de máquina de corte por chorro de agua específica para un empresario del sector agroalimentario:

•  «En 2018, diseñamos y fabricamos una máquina de chorro de agua para el sector agroalimentario con 20 cabezales para cortar frutas, con una alta productividad. Se trata de un equipo completamente fabricado a medida, que incluye un robot industrial robustecido para entorno agroalimentario, y que se ha diseñado para responder en todos los aspectos a las necesidades del empresario y a la aplicación industrial en cuestión».
   
• «En otro caso, para un empresario del sector químico/farmacéutico, la empresa diseñó una máquina capaz de realizar el producto bruto (por evaporación de agua a partir de pasta de fibras de madera), cortarlo por chorro de agua según las necesidades (piezas de formatos diferentes) sobre la marcha y sobre una línea continua, expulsar todos los desechos del corte y volver a tratarlos para convertirlos de nuevo en materia prima y que puedan regresar al inicio del ciclo. De este modo, la máquina no produce ningún desecho, se utiliza el 100 % de la materia prima. Para ello, la empresa ha tenido que estudiar soluciones posibles, realizar maquetas funcionales para probar cada una de las funciones de la maquina, y después combinar todas estas soluciones para diseñar y fabricar la máquina definitiva y llevar a cabo la fase final de puesta a punto».

Para concluir, combinar varias tecnologías en una máquina de corte por chorro de agua puede ser una pista muy interesante con el fin de mejorar la productividad de ese puesto de producción o para hacer frente a limitaciones técnicas asociadas a la materia o la fisionomía de las piezas que se van a producir. El diseño y la fabricación de una máquina de chorro de agua a medida son oportunos en casos más específicos, al permitir solucionar de manera pragmática ciertas problemáticas industriales.

En este marco, la elección del diseñador y fabricante de la máquina es muy importante. Este debe ser capaz de ocuparse del conjunto, desde el diseño a la fabricación, con unos costes de amortización razonables, y también debe poder garantizar el mantenimiento de la máquina a largo plazo.

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