RIESGOS FISICOS

TEMA 1

PROCESOS CON CHORRO DE AGUA Y CHORRO ABRASIVO

Los procesos descritos en esta sección remueven material mediantes chorros de agua de alta velocidad, chorros abrasivos o una combinación de ambos.

CORTE CON CHORRO DE AGUA

El corte con chorro de agua (WJC) por sus siglas en ingles) usa una corriente fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte, como se ilustra en la figura 26.3 para este proceso también se emplea el nombre maquinado hidrodinámico, pero el termino de uso mas frecuente en la industria parece ser corte con chorro de agua.

Para obtener un chorro fino de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla con un diámetro de 0.1 a 0.4 mm (0.004 a 0.016 in). Para proporcionar al chorro una energía suficiente para poder cortar, se usa presiones hasta de 400 MPa (60000 lb/in^2) y el chorro alcanza velocidades hasta de 900 m/s (3000 ft/s). una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado. La unidad de boquilla consiste en un soporte hecho de acero inoxidable y una boquilla de zafiro, rubi o diamante. El diamante dura más, pero es el más costoso. En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar Las rebabas producidas durante el corte.

Los fluidos de corte en el WJC son soluciones de polímeros, las cuales se prefieren debido a que tienden a producir un chorro consistente. Ya se han analizado los fluidos de corte en el contexto del maquinado convencional , pero el termino se usa de manera más adecuada en el WJC.

Los parámetros de proceso importantes en el wjc incluyen la distancia de separación, el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la velocidad de avance del corte. En la figura 26.3, La distancia de separación es la distancia entre la boquilla y la superficie de trabajo. En general, se prefiere que esta distancia sea mínima para reducir la dispersión del chorro de fluido antes de que golpee la superficie, una distancia de separación normal es de 3.2 mm (0.125 in). El tamaño del orificio de la boquilla afecta la precisión del corte; las aberturas más pequeñas se usan para cortes más finos sobre materiales más delgados. Para cortar materia prima más gruesa se requieren chorros de fluidos más densos y mayores presiones. La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidad a la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte. La velocidad de avance típica varía desde 5 mm/s (12 in/min) hasta mas de 500 mm/s (1200 in/min), dependiendo del material de trabajo y su grosor. Por lo general, el WJC se realiza en formas automática usando un control numérico computarizado o robots industriales para manipular la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada.

El corte con chorro de agua se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles, materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras piel y cartulinas. Se han instalado celdas robóticas con boquillas para WJC ensambladas como la herramienta de un robot para seguir patrones tridimensionales de corte irregular, por ejemplo para cortar y rebordear tableros de automóvil antes del ensamble. En estas aplicaciones, las ventajas del WJC incluyen:

1) que la superficie de trabajo no se deforma ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos.

2) la perdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha.

3) Se reduce la contaminación ambiental

4) Existe la facilidad de automatizar el proceso usando control numérico o robots industriales. Una limitación del WJC es que no es conveniente para cortar materiales frágiles( por ejemplo vidrio), porque tienden a resquebrajarse durante el proceso.

CORTE CON CHORRO DE AGUA ABRASIVA

Cuando se usa un WJC sobre piezas metálicas, por lo general debe agregarse partículas abrasivas a la corriente a chorro para facilitar el corte, por lo tanto , este proceso se denomina CORTE CON CHORRO DE AGUA ABRASIVA (en ingles AWJC). La incorporación de las partículas abrasivas al flujo complica el proceso por que aumenta la cantidad de parámetros que deben controlarse. Entre los parámetros de proceso adicionales están el tipo de abrasivo, el tamaño del grano y la proporción de abrasivo en el flujo. Entre lo materiales abrasivos comunes están el oxido de aluminio, el dióxido de silicio y el granate (un mineral de silicato); los tamaños del grano varían entre 60 y 120. Las partículas abrasivas se agregan al chorro de agua a aproximadamente 0.25 KG/MIN (0.5 lb/min) después de que salen de la boquilla para el WJC.

Los parámetros de proceso restantes incluyen algunos que son comunes para el WJC; el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la distancia de separación. Los diámetros del orificio de la boquilla varían de 0.25 a 0.63 mm (0.010 a 0.025 in), el tamaño es más grande que en el corte con chorro de agua y permite que el chorro sea más denso y con mayor energía antes de la adición de abrasivos. Las presiones del agua son semejantes a las del Wjc. Las distancias de separación son menores para reducir el efecto de la dispersión del fluido de corte , el cual contiene partículas abrasivas en esta etapa. Las distancias de separación típicas están entre una cuarta parte y la mitad de las que se usan en el WJC.

MAQUINADO CON CHORRO ABRASIVO

No debe confundirse el corte con chorro de agua abrasiva con el proceso denominado maquinado con chorro abrasivo (AJM, por sus siglas en ingles), el cual es un proceso de remoción de materiales que se produce por la acción de un flujo de gas a altas velocidad que contiene pequeñas partículas abrasivas, como se muestra en la figura 26.4 el gas es seco y se usan presiones de 0.2 a 1.4 Mpa (25 a 200 lb/in^2 ) para propulsar el gas por los orificios de la boquilla con un diámetro de 0.075 a 1.0mm ( 0.003 a 0.040 in), a velocidades de 2.5 a 5.0 m/s (500 a 1000 ft/min). Los gases incluyen el aire seco el nitrógeno, el dióxido de carbono y el helio.

Por lo general, el proceso lo realiza un operador en forma manual, quien dirige la boquilla hacia el trabajo. Las distancias típicas entre la punta de la boquilla y la superficie de trabajo varían entre 3 mm y 75 mm (0.125 y 3in). La estación de trabajo debe contar con ventilación apropiada para el

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