Découpe métaux  acier  alliages  plastiques  composites  bois  carbone  pierres naturelles  céramiques 

Technologie de découpe

La tech­no­lo­gie de découpe au jet d’eau est un pro­cé­dé de fabri­ca­tion qui uti­lise un jet d’eau hyper­bare pour décou­per la matière  : mousse, cuir, maté­riaux métal­liques, pierres, maté­riaux com­po­sites, pro­duits agroalimentaires…

 

Découpe jet d’eau 

L’eau, ou plus exac­te­ment le fluide, peut conte­nir des addi­tifs, notam­ment pour faci­li­ter la coupe du maté­riau. La découpe au jet d’eau addi­tion­née d’abra­sif (type gre­nat), d’une gra­nu­lo­mé­trie de 80 mesh dans le stan­dard, per­met la découpe de métaux, pierres, marbres, verre dans des épais­seurs allant jus­qu’à 600 millimètres.

 

 

Les avan­tages de la tech­nique de
découpe jet d’eau sont nombreux :
  • Découpe de faibles épais­seurs et de sur­faces épaisses
  • Pas de défor­ma­tion de la matière
  • Fia­bi­li­té et finesse de la découpe :
    1/10ème de mm
  • Nom­breuses pos­si­bi­li­tés de personnalisation.

Deux techniques de découpe 

Technologie découpe jet d’eau pure 

Le jet d’eau pure (JEP) est uti­li­sé pour décou­per des maté­riaux tendres. La découpe de la matière est rapide et effi­cace et uti­lise une force de coupe extrê­me­ment faible.

Cette méthode est prin­ci­pa­le­ment uti­li­sée pour cou­per les matières souples comme le tis­sus, le PVC, les matières plas­tiques, les tis­sus céra­miques, les fibres de verre, le caou­tchouc, le cuir.

Le découpe à l’eau pure (tous les maté­riaux se cou­pant au cut­ter) est réa­li­sé par le biais d’une buse de coupe de 0,08 mm à 0,30 mm.  Elle est ser­tie d’un dia­mant industriel.

Quels avantages ?

Un des avan­tages de la tech­no­lo­gie découpe jet d’eau est la trans­mis­sion d’une quan­ti­té négli­geable de cha­leur à la pièce usi­née. Les élé­ments créés par ce pro­cé­dé ne subissent donc aucun chan­ge­ment de struc­ture cris­tal­line, géné­ra­le­ment cau­sé par les efforts de coupe  des outils traditionnels.

Découpe jet d’eau et abrasif

La tech­no­lo­gie de découpe par jet d’eau abra­sif (JEA) est une amé­lio­ra­tion de la tech­nique pré­cé­dente. Elle est des­ti­née à la découpe des maté­riaux durs. Le jet d’eau abra­sif est une méthode qui uti­lise le phé­no­mène d’é­ro­sion, par le biais de l’a­bra­sif mélan­gé à l’eau. 

    • L’eau passe par la buse
    • Le sable est ajouté
    • L’air est éga­le­ment incor­po­ré au jet
    • L’eau et le sable passent par le canon de foca­li­sa­tion qui assure une cylin­dri­ci­té du mélange. Le mélange (eau+air+abrasif) devient triphasique.

La buse de coupe est de 0,20 mm à 0,40 mm (ser­tie d’un saphir ou d’un dia­mant indus­triel). Le canon de foca­li­sa­tion de 0,50 mm à 1,2 mm.

 
Si la vitesse de coupe est trop rapide, l’éner­gie du jet peut être trop faible dans son pas­sage pour tra­ver­ser la pièce et la découpe ne peut-être effec­tuée.  En adap­tant et en limi­tant la vitesse du jet, ce der­nier a alors assez d’éner­gie pour tra­ver­ser le matériau.
Si la vitesse de coupe est trop rapide, l’éner­gie du jet peut être trop faible dans son pas­sage pour tra­ver­ser la pièce et la découpe ne peut-être effec­tuée.  En adap­tant et en limi­tant la vitesse du jet, ce der­nier a alors assez d’éner­gie pour tra­ver­ser le matériau.
Si la vitesse de coupe est trop rapide, l’éner­gie du jet peut être trop faible dans son pas­sage pour tra­ver­ser la pièce et la découpe ne peut-être effec­tuée.  En adap­tant et en limi­tant la vitesse du jet, ce der­nier a alors assez d’éner­gie pour tra­ver­ser le matériau.
Si la vitesse de coupe est trop rapide, l’éner­gie du jet peut être trop faible dans son pas­sage pour tra­ver­ser la pièce et la découpe ne peut-être effec­tuée.  En adap­tant et en limi­tant la vitesse du jet, ce der­nier a alors assez d’éner­gie pour tra­ver­ser le matériau.

Principe de la dépouille 

Si la vitesse de coupe est trop rapide, l’éner­gie du jet peut être trop faible dans son pas­sage pour tra­ver­ser la pièce et la découpe ne peut-être effec­tuée.  En adap­tant et en limi­tant la vitesse du jet, ce der­nier a alors assez d’éner­gie pour tra­ver­ser le maté­riau. Ain­si, au fur et à mesure que la vitesse est réduite, l’angle de dépouille dimi­nue, puis s’an­nule et devient même néga­tif si la vitesse est très faible.

Principe de la dépouille découpe

Quels avantages ?

La per­for­mance de la découpe jet d’eau abra­sif pro­vient de l’éner­gie trans­mise aux par­ti­cules abra­sives et au délai d’ex­po­si­tion du jet sur le maté­riau et donc à la vitesse d’a­vance.
À la dif­fé­rence de la découpe laser ou celle effec­tuée avec des outils tran­chants tra­di­tion­nels, extrê­me­ment rigides, la coupe au jet d’eau abra­sif est poly­va­lente. Ain­si, cette carac­té­ris­tique pré­serve les maté­riaux et réduit la dépouille . 

La per­for­mance de la découpe jet d’eau abra­sif pro­vient de l’éner­gie trans­mise aux par­ti­cules abra­sives et au délai d’ex­po­si­tion du jet sur le maté­riau et donc à la vitesse d’avance.

Propriétés uniques

Le jet d’eau abra­sif change de forme en péné­trant dans la matière et la sépare. Cette adap­ta­bi­li­té est démon­trée par deux phé­no­mènes des jets de coupe : La coni­ci­té et la traînée

Conicité

Le sché­ma sui­vant pré­sente la coupe d’une pièce en don­nant des parois non parallèles.

Ce pro­fil de coupe est nom­mé coni­ci­té. L’am­pli­tude et la direc­tion de la coni­ci­té sont une fonc­tion des élé­ments du pro­cé­dé, tels que l’é­pais­seur de la matière et la vitesse de la coupe.

Traînée decoupe jet d'eau

Traînée

L’illus­tra­tion pré­sente la sor­tie du jet et son impact sur la matière, par rap­port à son point d’entrée. 

Tout comme la coni­ci­té, l’am­pli­tude et l’ap­pa­rence de la traî­née varient en fonc­tion de la matière coupée. 

Dynamic Waterjet

Le Dyna­mic Water­jet est conçu pour com­pen­ser ces idio­syn­cra­sies du pro­cé­dé de coupe par une com­bi­nai­son de dis­po­si­tifs élec­tro­mé­ca­niques et tech­niques de logiciel.

Dynamic waterjet

Épaisseur de coupe

Maté­riauxÉpais­seur maxi­mum (mm)Dépouille moyenne
Acier inoxy­dable 30480+/-0,2 mm
Acier inoxy­dable 31680+/-0,2 mm
Titane85+/-0,2 mm
Alu­mi­nium320+/-0,2 mm
Gra­nit300+/-0,3 mm
Fibre de carbone50+/-0,3 mm
Verre10+/-0,3 mm
Marbre12+/-0,5 mm
Poly­car­bo­nate20+/-0,3 mm
Fibre de verre20+/-0,3 mm
Car­reau de céramique 20+/-0,5 mm

Comme pré­ci­sé, la tech­no­lo­gie découpe jet d’eau est une découpe à froid. Ain­si, il n’y a donc pas de ZAT (zone affec­tée ther­mi­que­ment) à l’issue de la découpe.

De plus, cet avan­tage per­met de ne pas chan­ger les carac­té­ris­tiques du maté­riau (dure­té, résis­tance méca­nique)
La figure ci-des­sous montre l’impact des autres tech­no­lo­gies de découpe sur la dure­té au bord du trait de coupe.

Quel est l’impact de la découpe jet d’eau sur la matière ?

Plaque d’a­cier anti-abra­sion, 6 mm.
Pro­fil du dure­té type d’une sur­face décou­pée ther­mi­que­ment,
du bord vers l’a­cier de base.

découpe laser découpe jet d'eau

          Zone affec­tée thermiquement

Technologie découpe jet d’eau 

Vitesse de découpe