On peut retrouver 2 techniques de découpe au jet d’eau : la découpe via eau pure et la découpe via jet d’eau avec abrasif.
Les premières découpes au jet d'eau pure
La découpe à eau pure a été la première à être démocratisée dans l'industrie. Née dans les années 1960, elle utilise un jet d’eau intensifié, grâce à une grosse pompe hydraulique, à travers une buse en minéral rare très fine (souvent des diamants, ou saphirs utilisés pour leur dureté ). Ce jet d'eau est donc propulsé à très haute pression soit de 3800 à 4500 bars (voir maintenant jusque 7000 bars), ce qui permet d'arracher littéralement la matière avec une grande précision, et de façon aussi fine qu'un couteau, les matériaux les plus mous, comme le caoutchouc, le cuir, le carton, la mousse…
A ces pressions, il est vital au préalable de purifier au maximum l’eau utilisée qui est celle que nous recevons tous via nos compteurs d’eau de ville collective.
Cette technologie est très chronophage et gourmande en énergie en raison d'une faibles vitesse de coupes. Elle a donc été adaptée ensuite pour découper des matériaux plus durs et de plus grandes épaisseurs. A ce jour, on arrive à découper des métaux de plus de 100 à 150 mm d'épaisseur.
Pour découper des matériaux plus durs, alu sur mesure utilise un jet d'eau avec abrasif.
C'est donc à partir des années 80 que l'on a commencé à voir apparaitre les premières machines où l'ajout d’abrasif a été fait. il s'agit de sable très finement calibré pour ne pas boucher les canons (environ 80 mesh). La technique a, dès lors, fortement gagné en force de frappe sur la matière. A partir de ce moment, il a été permis de couper les matériaux les plus durs comme les métaux ( inox, alu, bronze, acier, fonte ... ), pierres ( granit, marbre, pierres calcaires, cristal céramiques, terres cuites, ... ), acier trempé, le bois, et même le verre avec des vitesses relativement intéressantes. On découpe même du carbone ou des matériaux composites.
Physiquement, le jet d’eau est propulsé à une pression, en général, de près de 4 500 bars pour les machines les plus courantes, à une vitesse de 1000 mètres par seconde, ce qui correspond à environ 4 fois la vitesse du son.
L'orifice de la buse diamant mesure de 0.15 à 0.45 mm selon les matériaux et les épaisseurs à couper.
Cette puissance est ensuite dirigée et redressée le mieux possible par un canon long en métal trempé et fin de diamètre compris entre 0.76 et 1 mm pour obtenir un jet droit et fin à très haute pression avec ou sans apport de sable. On obtient ainsi une force concentrée très précise qui abrase le matériau tant et si bien qu'il l'arrache sur quelques dixièmes de millimètres.
Cette puissance permet notamment de découper de très fortes épaisseurs, jusqu’à 600 mm pour les machines industrielles les plus puissantes.
AVANTAGES ET QUALITES DE LA DECOUPE AU JET D’EAU
La découpe au jet d’eau utilisant peu d’eau et un sable naturel non modifié, inerte chimiquement, ne produisant aucun déchet polluant, n’utilisant aucun gaz et ne donnant pas de couples physico chimiques issus du mélange eau sable ( chaque élément naturel au départ, reste naturel en fin de cycle ), conduit à une technique relativement propre écologiquement parlant. Le seul point qui d’ailleurs fait l’objet d’améliorations continues, est l’énergie dépensée ( souvent électrique ) par la pompe pour produire ce jet et cette force.
Elle ne donne pas non plus de fumée et génère de poussière uniquement que celle issue du sable utilisé mais qui est absorbée comme dissoute via le flux d'eau.
En atelier, la découpe jet d’eau génère une coupe de très grande précision et se réalise à froid. Elle garde donc toutes les propriétés mécaniques et conserve l'organisation moléculaire des matériaux qu'elle découpe. Cette méthode ne conduit donc à aucune déformation, aucun durcissement et aucune atteinte physico chimique. Grâce aux machines à commandes numériques type CNC gérées par ordinateurs, on peut envisager des découpes selon des contours très complexes et selon diverses formes géométriques à travers tous types de matériaux, quelque soit leur dureté ou leur épaisseur. On retrouve même à ce jour des machines à 5 axes pour créer pièces avec des dépouilles contrôlées ou des engrenages tournants.
Concernant plus précisément les métaux, le jet d’eau peut être envisager comme technique de remplacement à la découpe laser ou plasma ou oxyflamme.
Elle est sans nulle doute plus précise et moins couteuse dès que la découpe des que cela concerne des métaux très épais et durs. C’est ce qui rend possible la découpe de tôles alu de 20 mm d’épaisseur par exemple. A titre d’exemple, le centre de découpe alu sur mesure découpe à une vitesse de 1500 mm des tôles alu ep 3 mm et exécute une découpe sur mesure de tôle alu ep 20 mm à 200 mm/min. Doté d'un simple effet mécanique intense, la découpe dispose d'une puissance donnée adaptée en vitesse au matériau et à son épaisseur à découper.
Réalisée à froid, on ne note aucune déformation comme pourrait générer la chaleur du laser, du chalumeau ou du plasma. Il n’y a pas non plus de durcissement ou d'oxydation du matériau.
C'est dans la cadre de la découpe sur verre, que le jet d’eau produit la découpe la plus efficace : absence totale de vibration / découpe à froid produisent une coupe sur verre avec des formes multiples et des vitesses intéressantes.
Dans cas, il faut tout de même noter qu'il est nécessaire d'utiliser un outil spécifique de pré-perçage genre foret diamant qui amorce la coupe jet d'eau via un trou et permet de couper ensuite des formes au milieu du verre sans le fendre. La seule limite est le verre trempé dont les traitements ne permettent plus la découpe au jet d’eau ensuite.
Ce centre permet donc à alu sur mesure d’allier rapidité d’exécution, découpe sur mesure de tôles alu de toutes épaisseurs et respect de l’environnement.
On découpera ainsi avec la même machine des tôles alu de 1 mm d’épaisseur comme des tôles alu sur mesure de 20 mm d’épaisseur.
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Quelques démonstrations de notre équipement Alu sur Mesure pour découper vos profilés et tôles alumnium :
L’équipe alu sur mesure .fr
