Alegerea echipamentelor de debitare cu jet de apă: problematici şi sfaturi pentru o decizie reuşită

Masini-Unelte

de Sorin Udrea

Alegerea echipamentelor de debitare cu jet de apă: problematici şi sfaturi pentru o decizie reuşită

Deşi solicitările pentru echipamente automate de debitare cu jet de apă sunt, în ultimii ani, în continuă creştere, informaţiile, la care potenţialii cumpărători au acces, sunt relativ reduse şi, din acest motiv, de cele mai multe ori, deciziile de achiziţie se iau fără a exista o bază solidă de informaţii. Din acest motiv, se doreşte ca articolul de faţă să uşureze luarea unei decizii în ceea ce priveşte achiziţionarea unui astfel de echipament.

În primul rând, pornesc de la câteva precizări referitoare la debitarea cu jet de apă, precizări care, deşi sunt foarte simple, de multe ori, nu sunt luate în considerare în procesul de achiziţie:

  • Jetul de apă este cel mai versatil procedeu automat de debitare, permiţând utilizatorilor să debiteze aproape toate materialele existente: de la hârtie, carton, cauciuc, sticlă, marmură, până la aluminiu, oţel inoxidabil, titan şi multe alte materiale, mai mult sau mai puţin utilizate în industrie;
  • Este cel mai rapid şi mai economic procedeu de debitare în cazul în care se doreşte debitarea aluminiului;
  • Este singurul procedeu de debitare care nu influenţează termic materialele debitate;
  • Deşi viteza de debitare este relativ mică, este singurul procedeu de debitare care oferă posibilitatea prelucrării de grosimi mari de tablă (de exemplu, oţel inoxidabil cu grosime de 250 mm).

 

În cazul echipamentelor de debitare cu jet de apă şi pulbere abrazivă, sunt patru componente importante care fac diferenţa şi care, dacă sunt analizate cu atenţie, vă vor ghida către alegerea optimă. Aceste componente sunt: structura mecanică a echipamentului şi masa/bazinul maşinii, pompa de înaltă presiune, capul de debitare şi sistemul de dozare pentru pulberea abrazivă.

 

În cele ce urmează, le voi analiza pe rând, punctând aspectele importante de care trebuie să ţineţi cont:

Structura mecanică a echipamentului

Pe piaţă pot fi întâlnite multe tipuri diferite de echipamente automate de debitare cu jet de apă, având structuri mecanice dintre cele mai diverse (de la maşini cu un braţ în consolă, de-a lungul căruia se deplasează capul de debitare, până la portaluri cu motoare la ambele capete, în vederea obţinerii unei bune precizii de poziţionare), însă, în funcţie de necesităţile de utilizare, este foarte important să se ţină cont de următoarele informaţii:

  • În scopul asigurării unei bune precizii de poziţionare (cerută de însăşi tehnologia de debitare cu jet de apă, care oferă o precizie de debitare foarte mare), pe toată durata de viaţă a maşinii, este important ca maşina să fie de tip portal cu două motoare pe axa longitudinală, iar căile de rulare să fie separate de masa/bazinul maşinii. Separarea căilor de rulare faţă de bazinul maşinii este foarte importantă, deoarece, în timpul debitării, masa de apă din interiorul bazinului se încălzeşte şi, în timp, duce la deformarea pereţilor bazinului şi, implicit, a ghidajelor maşinii, în cazul în care acestea sunt montate pe părţile laterale ale bazinului. Pentru a evita această problemă, se recomandă ca structura maşinii şi bazinul acesteia să fie două entităţi complet separate;
  • Un alt aspect important în alegerea tipului de maşină este acela de a se lua în considerare dacă aceasta va trebui prelungită ulterior. În acest caz, va fi obligatoriu ca structura maşinii să fie separată de bazinul acesteia, iar transmisia mişcării pe axa longitudinală să se realizeze cu un sistem pinion-cremalieră cu dinţi înclinaţi. În acest fel, construcţia va putea fi modulară, iar calea de rulare se va putea prelungi. Echipamentele clasice, bazate pe transmisia prin şurub cu bile, sunt destinate să rămână la lungimea la care au fost fabricate;
  • Bazinul maşinii trebuie să respecte şi el câteva cerinţe minime şi anume: trebuie să fie realizat din tablă de oţel sau oţel inoxidabil, având o grosime minimă de 3 – 4 mm, să aibă o structură de rezistenţă foarte bine realizată şi să amortizeze cât mai mult întoarcerea jetului de apă. În acest fel, se reduc, la minim, deformaţiile dimensionale care apar în timp din cauza încălzirii apei, iar o întoarcere cât mai redusă a jetului de apă garantează menţinerea poziţiei materialului de debitat pe masa maşinii;
  • Nu în ultimul rând, este foarte important ca toate ghidajele maşinii, precum şi motoarele, să fie foarte bine etanşate, pentru a se evita pătrunderea apei şi a pulberii abrazive.

 

Sistemul de dozare pentru pulberea abrazivă

Sistemul de dozare pentru pulberea abrazivă joacă şi el un rol important în funcţionarea corectă a unui echipament automat de debitare cu jet de apă şi pulbere abrazivă, având implicaţii deosebite asupra calităţii şi costurilor de debitare.

Este foarte important ca acest sistem să permită o dozare exactă a cantităţii de pulbere abrazivă, în scopul reducerii costurilor de debitare şi, de asemenea, pentru optimizarea calităţii debitării.

De asemenea, sistemul de dozare trebuie să aibă o incintă închisă, în care intră pulberea şi, prin intermediul unei supape de sens, să permită eliminarea suprapresiunii de aer. În acest fel, surplusul de aer comprimat va fi eliminat prin această supapă, fără a permite aerului din atmosferă să intre în incinta în care se află pulberea abrazivă. Acest lucru este foarte important, deoarece pulberea abrazivă trebuie să fie ferită de umiditate, iar aerul din imediata apropiere a echipamentelor de debitare cu jet de apă este umed. În cazul în care în pulberea abrazivă intră umiditate se vor bloca componentele echipamentului (sistemul de dozare şi capul de tăiere), iar acest lucru va duce la timpi morţi, datoraţi operaţiilor laborioase de curăţare a componentelor şi la aruncarea pulberii abrazive în care a pătruns umezeala.

 

Pompa de înaltă presiune

În ceea ce priveşte pompele de înaltă presiune, pot spune că, în acest moment, pe piaţă există două tipuri consacrate de pompe şi anume, pompele hidraulice cu intensificator şi atenuator de presiune şi cele electrice cu acţionare directă (sau aşa numitele Direct Drive Pumps). Între aceste două tipuri de pompe există multe diferenţe, iar alegerea lor se face în funcţie de aplicaţiile pe care doreşte să le facă utilizatorul şi de bugetul pe care îl are disponibil pentru investiţie.

 

Pentru o alegere reuşită între cele două tipuri de pompe se pot lua în considerare următoarele informaţii:

  • Modul de funcţionare:
  • Pompe cu intensificator: Pe scurt, pompele cu intensificator sunt compuse dintr-un motor electric, o pompă hidraulică, un multiplicator de presiune (intensificator) şi un atenuator. Acestea sunt pompe care furnizează o presiune constantă: în momentul în care consumabilele se uzează şi pompa începe să piardă apă, intensificatorul măreşte ciclul de lucru şi compensează pierderile, menţinând presiunea constantă. În acest fel, puteţi continua lucrul o perioadă destul de lungă de timp, după ce pompa a început să piardă apă, deoarece pompa nu se opreşte decât atunci când începe să scape apă în jet continuu. În acest fel, în momentul în care pompa începe să piardă apă, ea anunţă utilizatorul asupra faptului că trebuie să comande noi consumabile (piese de schimb).

 

De asemenea, aceste pompe nu elimină apă decât atunci când taie. În repaus, sau în cazul deplasării între piesele de debitat nu se consumă apă.

  • Pompe cu acţionare directă: Pompele cu acţionare directă (Direct Drive Pumps) sunt compuse dintr-un motor electric, un arbore cotit cu pistoane şi un hidrofor  cu rezervor. Sunt pompe care furnizează un debit constant: în acest fel, în momentul în care consumabilele (piesele de schimb) se uzează, iar pompa începe să piardă apă, ea pierde rapid şi presiunea, oprindu-se, fără a da semnale premergătoare. Din această cauză, utilizatorul trebuie să ţină tot timpul piese de schimb în stoc.

 

De asemenea, fiind pompe cu debit constant, în momentul în care pompa este în repaus sau maşina se deplasează între două tăieri, se elimină apă pe la valva de siguranţă (crescând semnificativ consumul de apă).

 

  • Ciclul de lucru:
  • Pompe cu intensificator: Au circa 50 de cicluri/minut, fiind, în acest fel, foarte stabile şi având uzură redusă. Intervalele de mentenanţă pot  ajunge până la 800 de ore, în funcţie de tipul de pompă şi de producător.
  • Pompe cu acţionare directă: Au circa 2000 de cicluri/minut, devenind instabile şi accelerând uzura componentelor. Intervalele de mentenanţă sunt de circa 400 de ore.

 

  • Randamentul, puterea şi viteza de tăiere:
  • Pompe cu intensificator:Au un randament de circa 65-70%, fără, însă, a pier­de din puterea de debitare. Lucrează în mod continuu la o presiune între 3800 şi 6200  bari (în funcţie de pompa aleasă). Au o bună viteză de tăiere, fără a fi necesar compromisul prin care să se utilizeze focalizatoare de diametre inferioare celor normale. În acest fel, un focalizator standard de 80 de euro are o durată de viaţă de circa 80 – 100 de ore de lucru.
  • Pompe cu acţionare directă: Au un randament superior, de circa 85%-90%. Sunt proiectate pentru presiuni maxime de circa 3600 – 3800  bari, însă încep să aibă pro­bleme şi uzuri accentuate la presiuni mai mari de 2800 bari. Au o mai mare putere în capul de tăiere la aceeaşi presiune, putându-se utiliza orificii cu diametre mai mari.

 

Însă, pentru a transforma puterea într-o bună viteză de tăiere este nevoie să se utilizeze un focalizator de diametru relativ mic, fapt ce măreşte foarte mult uzura consumabilelor, crescând semnificativ costurile de utilizare. În acest fel, durata de viaţă a unui focalizator de circa 180 de euro, în cazul lor,  este de circa 60 de ore de funcţionare.  

 

Costuri de utilizare:

  • Pompe cu intensificator:Consum redus de apă şi de pulbere abrazivă. Durate de funcţionare simţitor mai lungi între operaţiile de mentenanţă. Durata de viaţă este net superioară atât pentru focalizatorul de tăiere, cât şi pentru orificiu.
  • Pompe cu acţionare directă: Consum ridicat de apă (consumă apă chiar şi în timpul în care nu taie, pentru a menţine debitul constant). Operaţii de mentenanţă mult mai dese şi mai costisitoare.Durate mici de viaţă pentru orificiul şi pentru focalizatorul de tăiere.

 

Capul de debitare cu jet de apă

În cazul acestuia, este primordial să fie realizat din cât mai puţine componente şi să permită autoalinierea dintre tubul colimator, orificiu şi focalizator. Capetele de debitare care nu oferă această posibilitate de autoaliniere (în general, cele realizate din multe componente, dar fără a ne limita la acestea) prezintă uzuri accelerate pentru orificiu şi focalizator, duratele lor de viaţă fiind mult mai mici, iar costurile de achiziţie sunt mult mai mari faţă de cazul componentelor pentru capetele de debitare cu autoaliniere.


Sorin Udrea este General Manager Laser Technology Soluţii Globale Srl



Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord