Taglio ad acqua come funziona e dove si usa

 

È possibile tagliare con l’acqua? E se sì, quali materiali?

Domande come quelle appena introdotte sorgono spontanee quando si ha a che fare con processi industriali proprio come il taglio ad acqua, oppure ci si ritrova a leggere la documentazione di articoli tecnici come guarnizioni industriali e rondelle industriali.

È certamente risaputo che un potente getto d’acqua concentrato può causare la deformazione o addirittura la compressione se agisce su materiali tipo plastica, espansi e composti cellulari.

Può invece risultare difficile immaginare di utilizzare un getto d’acqua come strumento di taglio su materiali tipicamente più duri e resistenti come il metallo o la pietra. Eppure questo è possibile, tanto che la tecnica di taglio ad acqua delle lamiere (e non solo), introdotta di recente nella meccanica industriale, si è rapidamente affermata come una delle migliori soluzioni adottabili sul campo delle lavorazioni industriali.

Betelli l’ha adottata già da diverso tempo con l’obiettivo di migliorare la qualità delle proprie lavorazioni, offrendo così non solo diverse tecniche di taglio ma anche la possibilità di usufruire di prestazioni taglio ad acqua conto terzi.

 

Sommario:

Taglio ad acqua: come funziona e dove si usa

Taglio ad acqua: 3 vantaggi rispetto alla fustellatura

Taglio ad acqua: principio di funzionamento e caratteristiche

• Taglio ad acqua: il principio di funzionamento
• L’azione del getto d’acqua: un’onda d’urto potentissima
• Il taglio ad acqua: una tecnica versatile e precisa

Dal taglio ad acqua acciaio al taglio ad acqua alluminio: tante possibilità di utilizzo

• Taglio ad acqua alluminio: ideale per fogli e contenitori sottili
• Taglio ad acqua acciaio, per superfici levigate e su misura
• Taglio ad acqua marmo, per un risultato dalle ottime finiture
• Intarsi e incisioni su pietre di varia natura: perfetti con il taglio ad acqua
• La lavorazione a getto d’acqua sui materiali plastici per tagli accurati e precisi
• Altre applicazioni del taglio ad acqua

Betelli: un punto di riferimento per il taglio ad acqua, anche conto terzi

 

Taglio ad acqua: 3 vantaggi rispetto alla fustellatura

La tecnica di lavorazione del taglio ad acqua è simile al processo di fustellatura: non c’è la fustella, ovviamente, e al suo posto viene utilizzato un potentissimo getto d’acqua che può raggiungere pressioni fino a 7.000 bar e che risolve le problematiche correlate ai materiali più rigidi e compatti.

Questi ultimi, infatti, non sempre possono essere trattati con la fustellatura a causa di un maggiore spessore rispetto alle dimensioni sulle quali la fustellatura può tradizionalmente agire.

Rispetto alla fustellatura, il taglio ad acqua offre tre vantaggi molto importanti:

1. l’assenza di costi, legati all’approntamento dell’utensile per ogni specifica lavorazione
2. l’azione refrigerante del getto d’acqua, che rimuove il calore dalle parti in lavorazione
3. la maggiore durabilità dell’utensile che taglia, il quale, non essendo solido, non può usurarsi o spuntarsi dopo un certo numero di lavorazioni, pertanto non va né sostituito né affilato come invece accadrebbe, ad esempio, nel caso di una lama o di una punta da trapano

 

Taglio ad acqua: principio di funzionamento e caratteristiche

Una volta chiarito in cosa consiste la tecnica di lavorazione del taglio ad acqua e quali sono i suoi principali vantaggi, resta da spiegare come si concretizza, ovvero come fa l’acqua a tagliare materiali di diversa natura.

·       Taglio ad acqua: il principio di funzionamento

Il principio di base è il seguente: il taglio si ottiene per la compressione esercitata da un flusso continuo di acqua, sparata ad altissima pressione da un ugello opportunamente concentrato e miscelata con granulato abrasivo finissimo, sulla struttura del metallo che inizia a sgretolarsi come effetto finale.

La potenza del getto svolge infatti un’azione dirompente mentre l’abrasivo, in essa contenuto e sparato ad elevatissima velocità, incide il materiale da tagliare.

Ne risulta quindi un effetto molto simile a quello che si ottiene dopo l’azione di un disco abrasivo, con la differenza che questo non è solido – se non in parte – ma possiede una certa plasticità grazie alla quale non si consuma e nemmeno produce forte calore o bave.

·       L’azione del getto d’acqua: un’onda d’urto potentissima

L’utensile utilizzato durante la tecnica per eseguire il taglio è una sorta di iniettore – anche chiamato testa di taglio – che riceve all’ingresso un flusso d’acqua ad altissima pressione da una pompa intensificatrice che lo spinge tramite robustissime tubazioni metalliche.

Tipicamente l’utensile è autoallineante grazie a un preciso comando operato da una centralina a controllo numerico che interviene su un sistema motorizzato a più assi.

L’acqua spinta nell’iniettore viene letteralmente “sparata” attraverso un ugello calibrato di forma conica – altrimenti detto “focalizzatore” – che, restringendo il getto, a parità di pressione, ne aumenta la velocità a tal punto che l’acqua, eventualmente miscelata al granulato, fuoriesce a una velocità anche quattro volte superiore a quella del suono e generando una potentissima onda d’urto che impatta sul pezzo da tagliare.

Per avere un’idea della forza esercitata dal getto d’acqua basta considerare la seguente equazione: i 7.000 bar di pressione corrispondono a 6.908 kg/cm² e che il cemento utilizzato in edilizia sopporta “appena” 325 kg/cm²!

Questa lama virtuale consente di tagliare praticamente tutti i materiali, metallici e non metallici, secondo qualsiasi sagoma e fino a uno spessore di 300 mm.

Per resistere all’abrasione che l’aggiunta di granulato abrasivo all’acqua potrebbe causare, l’iniettore è realizzato con materiali dalla durezza elevatissima come, ad esempio, il diamante sintetico.

·       Il taglio ad acqua: una tecnica versatile e precisa

La tecnologia a getto d’acqua è attualmente il processo di lavorazione più versatile all’interno del settore industriale poiché applicabile a una grande varietà di materiali oltre che a diverse lavorazioni meccaniche. È inoltre una tecnica facile da implementare che:

• non richiede ulteriori lavorazioni, tipo la rimozione delle bave causate dalle punte elicoidali o da utensili a taglio e caratteristiche di procedure come il taglio a lama o la tranciatura
• non causa deformazioni meccaniche, come quelle della tranciatura
• non comporta deformazioni termiche, tipiche invece delle lavorazioni con utensili tradizionali o del taglio termico
• garantisce notevole precisione, dal momento che il getto d’acqua pressurizzata può avere un diametro ridottissimo di appena 1 mm

 

Dal taglio ad acqua acciaio al taglio ad acqua alluminio: tante possibilità di utilizzo

La possibilità di utilizzare una stessa tecnica per vari tipi di materiali e lavorazioni differenti rende economico e veloce l’intero processo di lavorazione.

Inoltre il ridotto spessore della lama d’acqua offre una precisione comparabile solo con quella ottenibile dal taglio laser senza, però, ereditare le rispettive problematiche.

Il taglio ad acqua si è quindi rapidamente diffuso in vari ambiti dell’industria, coprendo lavorazioni meccaniche un tempo appannaggio delle tecniche tradizionali.

Vediamo allora insieme alcune delle lavorazioni meccaniche più diffuse con il taglio ad acqua.

·       Taglio ad acqua alluminio: ideale per fogli e contenitori sottili

L’alluminio è un metallo molto apprezzato per le sue caratteristiche di morbidezza e leggerezza oltre che per la resistenza contro l’ossidazione.

È largamente utilizzato a livello industriale per la produzione di diversi prodotti applicati poi in molteplici campi, dall’aeronautica ai trasporti fino alle costruzioni. È un materiale che offre un’eccellente resistenza alla corrosione e una buona durata, un’alta conducibilità termica ed elettrica e una notevole malleabilità e duttilità.

Per tutte queste caratteristiche, l’alluminio si presta molto bene al taglio ad acqua. Il taglio ad acqua dell’alluminio infatti è diffuso poiché:

• non provoca liquefazioni del materiale o sbavature sulla linea di taglio
• non modifica le caratteristiche del metallo
• non ne altera le zone termiche con conseguente formazione di fumi o vapori pericolosi
• non servono lavori di ripassatura minima

L’applicazione del taglio ad acqua dell’alluminio permette di produrre fogli e contenitori sottili tra i quali il risultato, forse, più noto è dato proprio dalle lamiere e dalle lattine di alluminio che costituiscono una tipologia di rifiuti molto preziosa grazie alla loro riciclabilità.

·       Taglio ad acqua acciaio, per superfici levigate e su misura

L’acciaio è una lega formata principalmente da carbonio e ferro. La tecnica del taglio ad acqua sull’acciaio è apprezzata per la possibilità di ottenere, grazie alla regolazione della velocità di taglio, superfici levigate e bordi ben rifiniti, senza modificare in nessun modo le componenti metallurgiche del materiale di base.

Non a caso l’acciaio è spesso utilizzato per il piano di lavoro della cucina per la cui realizzazione occorrono massima precisione e accuratezza al fine di ottenere un lavoro su misura. Qualità, queste, perseguibili sicuramente con la tecnica del taglio ad acqua.

·       Taglio ad acqua marmo, per un risultato dalle ottime finiture

Il marmo è una roccia metamorfica composta principalmente da calcite minerale e altri minerali, in quantità variabili, come argilla, quarzo, pirite, ossidi di ferro e grafite.

L’utilizzo della tecnica del taglio ad acqua marmo è impiegata per la realizzazione di prodotti di vari settori, dall’arredamento con piani cucina o top alla realizzazione di manufatti in marmo per il settore funerario o ancora nel settore dell’edilizia in genere, grazie alla possibilità di eseguire tagli di altissima precisione con ridotta esportazione di materiale (massimo 2 mm).

Nel caso specifico del marmo, il taglio ad acqua risulta particolarmente utile anche nella realizzazione di intarsi decorativi dalle ottime finiture.

·       Intarsi e incisioni su pietre di varia natura: perfetti con il taglio ad acqua

Questa tecnica di taglio è frequentemente utilizzata su materiali come il granito, la ceramica o ancora la pietra calcarea: è un metodo perfetto per sfruttare i materiali in modo ottimale nella realizzazione di opere creative come intarsi, incisioni o ancora rivestimenti per pavimenti e muri.

Di seguito, ecco una panoramica dei più importanti vantaggi del taglio ad acqua sulla pietra:

• elimina le fasi di ripassatura grazie alla linea di taglio pulita
• riduce al minimo la perdita di materiale grezzo
• non genera polveri o fumi tossici (a differenza di lame o taglienti)
• non necessita di affilatura di lame o taglienti
• elimina il rischio di scolorimento o deformazione

·       La lavorazione a getto d’acqua sui materiali plastici per tagli accurati e precisi

Il taglio ad acqua permette di lavorare materie plastiche senza causare nessuna alterazione della plastica stessa e ottenendo un taglio estremamente accurato e preciso.

Per tutte queste motivazioni, la tecnica di taglio in questione permette di trattare sia materiali termoplastici sia materiali termoindurenti, e risulta indicata anche in caso di elastomeri che trovano ampio impiego nell’industria grazie alle loro qualità di:

• facilità di lavorazione ed economicità
• isolamento acustico, termico, elettrico, meccanico
• buone proprietà meccaniche
• inattaccabilità da parte di muffe, funghi e batteri

Ricordiamo, infatti, che i vantaggi della lavorazione a getto d’acqua sulle materie plastiche sono numerosi e spaziano dalla possibilità di sfruttare un’elevata velocità di taglio all’alta precisione, a cui si aggiungono la staffatura minima del pezzo e la possibilità di tagliare angoli senza lasciare sbavature.

·       Altre applicazioni del taglio ad acqua

Ulteriori ambiti di applicazione della tecnica di taglio a getto d’acqua sono:

• taglio di materiali compositi come kevlar o GFK/CFK
• taglio di strutture a nido d’ape
• taglio sagomato di particolari in acciaio inox, superleghe di nichel come l’Inconel (lega austenitica di nichel-cromo), acciai duplex e super-duplex
• taglio sagomato di particolari in alluminio, rame e loro leghe
• realizzazione di guarnizioni piane sagomate di qualsiasi materiale

 

Betelli: un punto di riferimento per il taglio ad acqua, anche conto terzi

Betelli, azienda leader nella realizzazione di guarnizioni industriali, dagli o-ring alle rondelle piane alle guarnizioni in gomma circolari, utilizza con successo la tecnica di lavorazione del taglio ad acqua per la produzione di svariati articoli tecnici altamente performanti e per la produzione di guarnizioni finite a disegno.

L’azienda dispone infatti di due macchine CNC (macchine a controllo numerico computerizzato) appositamente dedicate alle lavorazioni con taglio ad acqua su moltissimi materiali, dal taglio ad acqua marmo all’acciaio o all’alluminio.

Inoltre, Betelli offre servizi di taglio ad acqua conto terzi dedicati a coloro che necessitano di approntare questa tecnica di taglio pur in mancanza di strumenti ad hoc.

Vieni a conoscere da vicino le caratteristiche dei nostri articoli: troveremo insieme la risposta migliore alle tue necessità produttive. Ci troviamo a Lacchiarella, in provincia di Milano. Oppure contattaci senza impegno.