Corte de fibra de carbono con chorro de agua, ventajas y desventajas

Corte por chorro de agua de fibra de carbono

¿Qué es un chorro de agua?

Un chorro de agua usa una bomba para crear un chorro de agua a alta presión (hasta 90,000 psi) que puede cortar cualquier cosa, desde espuma hasta una placa de acero de más de 8 ". Al cortar metal o fibra de carbono, un material abrasivo , como el granate, se utiliza para ayudar en el proceso de corte (consulte los enlaces "Fuente" en la parte inferior de la publicación para obtener más información sobre cómo funcionan los chorros de agua).

Ahora veamos por qué un chorro de agua es una herramienta tan buena para cortar fibra de carbono.

Grosor de la pieza

Una gran ventaja del chorro de agua es que puede cortar paneles de carbono muy gruesos con relativa facilidad. Con un enrutador, las piezas gruesas requieren más pasadas, lo que lleva tiempo y provoca más desgaste en la broca. También debe preocuparse por eliminar las virutas y el polvo de las ranuras profundas. Además, con el ajuste adecuado, puede cortar fácilmente pequeñas características que serían imposibles en un enrutador debido a la profundidad.

Fibra de carbono gruesa cortada por chorro de agua

Velocidad

La velocidad de corte con un chorro de agua, especialmente para detalles pequeños, es mucho más rápida que con un enrutador. Con un enrutador, la profundidad de corte y la velocidad de avance dependen del tamaño de la broca del enrutador y del grosor de la pieza. Las brocas más pequeñas y las piezas más gruesas requieren varias pasadas, mientras que un chorro de agua puede cortar la misma pieza en una sola pasada y, por lo general, con una velocidad de avance más rápida.

Prevención de polvo

Otra gran ventaja de usar un chorro de agua es la contención del polvo. Una de las principales preocupaciones cuando se trabaja con fibra de carbono es el polvo. El polvo de fibra de carbono puede llegar al funcionamiento interno de sus máquinas y hacer que las piezas se muelan o se desgasten más rápido de lo normal. También es irritante si se inhala o puede causar picazón si entra en contacto con la piel. Con un chorro de agua, todo el polvo de carbón se lanza al tanque de agua, donde es más fácil de manejar para su correcta eliminación. No se requieren costosos sistemas de evacuación de polvo.

Patrones de corte ajustados

El diámetro del chorro de un chorro de agua se puede ajustar a aproximadamente 0,025 pulgadas, lo que permitirá cortar diseños con orificios muy pequeños o características internas. Este diámetro de herramienta también se puede utilizar para cortar hada cerca de una geometría cuadrada interna.

Desventajas

Si bien el uso de un chorro de agua para cortar fibra de carbono tiene muchas ventajas, también existen algunos inconvenientes. Las próximas secciones abordarán estas áreas.

Acabado de borde

Debido a que un chorro de agua utiliza un abrasivo para cortar las fuertes fibras de carbono, el borde puede tener una superficie ligeramente áspera. Esto se puede controlar con el tamaño de malla del granate (cuanto más fino es el abrasivo, más fino es el acabado) y con la velocidad de avance. Mientras que para algunas partes este acabado es aceptable, otras partes deberán lijarse para obtener un acabado más suave. El tiempo dedicado a limpiar el borde puede compensar algunas de las ventajas obtenidas al cortar las piezas en el chorro de agua. Hay que tener en cuenta un equilibrio entre la velocidad de corte y la complejidad de la pieza si se ejecuta un gran volumen de piezas.

Retroceso

Otra área de preocupación al cortar fibra de carbono es el retroceso que se produce al pasar por encima de uno de los listones. El tanque de chorro de agua utiliza listones de metal que se extienden a lo ancho del tanque y brindan una superficie para soportar su material de trabajo. Cuando el chorro de alta presión pasa sobre el listón de acero, el chorro de agua y el abrasivo pueden desviarse hacia arriba, lo que básicamente hace que la parte posterior de la pieza se limpie con chorro de arena. Por lo general, esto no se notaría en una pieza de metal, pero podría arruinar una parte de la superficie de una pieza de carbono.

Afortunadamente, hay soluciones que existen para resolver este problema. En Elevated Materials, cortamos nuestras piezas sobre una placa Rhino. La placa Rhino está hecha de "pajitas" de HDPE que permiten que el chorro pase sin soplar hacia el carbono. Su pequeño tamaño de celda nos permite cortar piezas pequeñas e intrincadas sin preocuparnos de que se caigan en el tanque.

pequeñas piezas de fibra de carbono cortadas con rhinoboard

Para proyectos de gran volumen de tamaño relativamente grande, creamos accesorios que sobresalen del fondo del tanque que aseguran que el chorro solo corte sobre el agua. Luego, las piezas se mantienen en su lugar con ventosas. Con estos accesorios, hemos cortado más de 1000 piezas de la misma pieza y no hemos tenido que cambiar ningún componente importante.

Delaminación

Otro desafío de cortar fibra de carbono con un chorro de agua es perforar agujeros. El chorro de agua a alta presión puede desgastar la resina entre las capas de fibra de carbono y provocar la separación o deslaminación, lo que debilita la pieza.

delaminación de fibra de carbono

Muchos fabricantes pretaladran agujeros en otra máquina y luego llevan la pieza al chorro de agua para cortarla. La desventaja de este método, por supuesto, es el riesgo de desalinear la trayectoria del corte por chorro de agua con los agujeros que taladró previamente.

En Elevated Materials, hemos invertido gran parte de nuestro tiempo y recursos en perfeccionar nuestro método de perforación de fibra de carbono para evitar la delaminación. La técnica tiene mucho que ver con bajar la presión del chorro a alrededor de 10 KSI (10,000 psi) y garantizar que el granate