Le découpage au jet d’eau, une multitude d’applications industrielles
Les techniques de la découpe au jet d’eau
Le fonctionnement du découpage au jet d’eau
De l’érosion des falaises à l’énergie d’une centrale hydraulique, la force de l’eau semble sans limite. Le principe de découpage par jet d’eau et ses propriétés tranchantes sont quant à eux obtenus grâce à des pompes propulsant l’eau à très haute pression au travers d’une buse très fine pour frapper et découper la matière placée sur une table de coupe. Le jet d’eau est ensuite récupéré dans un bassin d’eau qui absorbe la pression et permet son recyclage.
Comme pour la découpe laser, les machines de découpe au jet d’eau sont des machines automatiques de haute précision, pilotées par des commandes numériques. Grâce au canon de focalisation, la programmation du plan des pièces permet de concevoir des imbrications très fines, avec des bords de coupe lisse, et d’ainsi limiter les pertes de matière.
La découpe à l’eau pure
La découpe à l’eau pure est destinée aux matériaux souples, sur lesquels une pression permet d’enfoncer la surface. Le jet d’eau est alors très fin, exercé par des buses de coupe de 0.08 mm à 0.30 mm. Il permet des découpes extrêmement minutieuses, sans ZAT (Zone Affectée Thermiquement).
La découpe à l’eau chargée d’abrasifs
L’adjonction d’abrasif est effectuée pour les matériaux durs comme le métal, le bois, ou le verre. L’eau passe par la buse de débit, du sable est ajouté dans la chambre de mélange, puis le canon de focalisation assure une cylindricité du mélange pour enfin être expulsé par des buses de coupe de 0.20 mm à 0.40 mm. Ce procédé est une réelle alternative à l’oxycoupage, car il permet de couper des épaisseurs plus importantes sans chauffer la matière et sans provoquer d’éventuelles bavures ou déformations.
Un savoir-faire exigeant
Fort d’un parc de 7 machines à découpe laser et de 48 ans d’expérience dans la conception de pièces haute technicité, le Groupe AGS compte à ce jour 3 machines de découpe par jet d’eau, pouvant traiter des pièces jusqu’à 4000 x 2000 x 800 mm. Pour de tels résultats l’eau doit être expulsée sous très haute pression lorsqu’elle sort de la buse de découpe :
- à une vitesse de 900 m/s à 4135 bars
- à une vitesse de 1 200 m/s à 6150 bars (à titre comparatif le son se propage à 340 m/s)
Le principe de la découpe au jet d’eau nécessite une attention particulière à la qualité des buses, qui ont une durée de vie moyenne de 200 à 400 heures, à la qualité de l’eau, qui peut entraîner de micro dépôts calcaires, ainsi qu’au débit des pompes, qui doit être constant et adapté à la matière découpée.
- Tube de collimation d’eau
- Buse de débit
- Chambre de mélange
- Capuchon anti-éclaboussures
- Jet haute pression
- Matériau à découper
- Grille de support
- Bassin d’eau
- Matériau découpé
- Canon de focalisation
- Abrasif
Pourquoi utiliser le découpage au jet d’eau dans l’industrie ?
L’eau haute pression pour un découpage haute précision
Que ce soit pour les industries aéronautiques, spatiales, automobiles ou mécaniques, la précision des buses, couplée à une programmation high-tech et des savoir-faire humains, permet des résultats de très haute qualité. Les bords de coupe nets obtenus ne nécessitent pas de retouche, apportant ainsi des gains de productivité.
La durée de traitement sera plus ou moins longue selon l’épaisseur et la complexité des pièces à usiner, mais la technologie est désormais accessible et ouverte à un grand champ de possibilités.
Utiliser de l’eau pour une fabrication plus éco-responsable
Un des principaux avantages du découpage au jet d’eau est de limiter la perte de matière lors de la découpe. Contrairement au fraisage, les lignes de coupe sont minimales et l’enlèvement de matière est donc négligeable.
De plus, à la différence du laser ou du plasma, il n’y a pas besoin de chauffer la matière, et donc pas de scories (résidus de fer fondu) ou d’émission de gaz. L’eau de coupe peut enfin être recyclée.
La découpe au jet d’eau : une grande polyvalence
La découpe au jet d’eau peut-être utilisée aussi bien pour des découpes à plat, détourages 2D, que pour des usinages 3D, avec du volume. Avec des machines plus perfectionnées, comme celles du parc du Groupe AGS, des pièces mécaniques complexes peuvent ainsi être obtenues.
La coupe au jet d’eau peut être adaptée à de nombreuses matières, sans risquer de les altérer ou déformer par la chaleur, c’est pourquoi de nombreuses industries se sont ouvertes à ce procédé.
La découpe au jet d’eau de matériaux métalliques
La découpe au jet d’eau peut être utilisée pour couper de nombreux métaux ou alliages : acier trempé, inox, nickel, titane…
La découpe au jet d’eau pour le bâtiment
Le procédé de découpe à l’eau peut-être utilisé sur le béton, le verre, la pierre, sur le bois en menuiserie, ou encore en marqueterie… La complexité des formes pouvant être obtenues inspire notamment les architectes ou les designers pour créer de nouveaux motifs.
Le découpe au jet d’eau de mousse
La précision du découpage à l’eau est également adaptée pour l’usinage de mousses de protection, pour des aménagements de mallettes ou de caisses de transport, notamment.
La découpe au jet d’eau de cuir
La découpe du cuir peut se faire avec un jet d’eau pure, sans adjonction d’abrasif. Elle pourra être utilisée par la manufacture textile, l’industrie du mobilier ou de l’automobile…
La découpe au jet d’eau pour l’industrie agroalimentaire
On ne l’imagine pas forcément mais la finesse de coupe du jet d’eau pure est également utilisée dans l’industrie agroalimentaire pour la découpe de viandes, pâtisseries, et autres viennoiseries…