Cięcie szkła strumieniem wody
Karol Stankowski
Przedsiębiorstwa na całym świecie korzystają od ponad 40 lat z możliwości, jakie stwarza technologia przecinania strumieniem wody. Elastyczność i niezawodność procesu pozwalają na zastosowanie go przy produkcji wielkich serii, jak również krótkich serii i w rozwiązaniach kompleksowych.
Cięcie strumieniem wody jest ekonomiczną technologią cięcia, pozwalającą na przecinanie wszystkich materiałów. Mnogość zastosowań powoduje, że cięcia na zimno jest techniką szczególnie interesującą.
Głównymi elementami urządzeń do cięcia tą metodą są: pompy wysokociśnieniowe, głowice tnące oraz systemy abrazyjne.
Pompy wysokociśnieniowe są bardzo zaawansowanymi technologicznie, wysokowydajnymi produktami. Wyróżniają się wysokim stopniem niezawodności, ekonomicznością, łatwością użytkowania. Dostępne na rynku pompy wytwarzają strumień wody o ciśnieniu od 3.800 do 6.200 bar (ciśnienie 1 bar = 1 kG/cm2).
Głowice tnące do cięcia strumieniem wody muszą zapewniać maksymalną efektywność i ekonomiczność. Dostępnych jest wiele modeli głowic tnących do cięcia czystą wodą i abrazyjnego.
Cięcie czystą wodą stosowane jest przede wszystkim w przypadku miękkich materiałów. Tekstylia, elastomery, skóra, pianki, włókna, tworzywa sztuczne, artykuły spożywcze lub papier są cięte czystą wodą pod ciśnieniem o wysokości do 4.136 barów. Wydobywająca się, skierowana przez dyszę diamentową lub szafirową na cięty materiał 
woda osiąga przy tym prędkości rzędu ok. 800 do 1000 m/s. W ten sposób osiągane są bardzo wysokie prędkości cięcia.
W przypadku technologii abrazyjnej do strumienia wody jest dodawany w komorze mieszania drobno-ziarnisty materiał ścierny. Zestaw złożony z wody, powietrza i ścierniwa jest mieszany i łączony w dyszy fokusującej w przenoszący niezwykle duże ilości energii strumień a następnie przyspieszany. W ten sposób powstaje strumień tnący o jednorodnej efektywności, który przecina materiały o dużej grubości i odmiennej konsystencji, tj. metale, ceramikę, skały lub szkło pancerne.
Cięcie strumieniem wody jest technologią odpowiednią do cięcia szkła. Za pomocą strumienia wody można nadawać szkłu kontury i profile, które są niemożliwe bądź bardzo trudne do uzyskania przy użyciu innych technologii cięcia. Ponieważ ze względu na swoje właściwości szkło łatwo odpryskuje konieczne jest wykonywanie w materiale otworów pod wyłomy, używając na początku niskiego ciśnienia rzędu 500-800 bar. Po przebiciu materiału zwiększa się ciśnienie w celu uzyskania ekonomicznej prędkości cięcia. W przypadku wykonywania otworów w materiałach kruchych takich, jak szkło lub ceramika, w celu uniknięcia uszkodzeń materiału konieczne jest płynne zwiększanie lub redukcja ciśnienia cięcia przez proporcjonalną regulację ciśnienia pompy wysokociśnieniowej. Zamiast piasku kwarcowego można zastosować w charakterze ścierniwa oliwin. Oliwin jest bardziej miękki od piasku kwarcowego. Wydajność cięcia jest nieco mniejsza, za to szkło nie odpryskuje tak łatwo i powierzchnia krawędzi cięcia jest ładnie polerowana na gładko.
Do najważniejszych zalet przecinania strumieniem wody należą:
- Możliwość wykonania kompleksowych, skomplikowanych profili, których wykonanie jest niemal niemożliwe przy użyciu innych metod
- Kruchy, delikatny materiał, jakim jest szkło nie odpryskuje przy prawidłowej obróbce
- Zastosowanie w wielu rodzajach szkła
- Możliwość cięcia materiałów o grubości do 20 cm
- Możliwe jest cięcie cienkiego i grubego szkła bez wymiany narzędzi
- Brak konieczności późniejszej obróbki krawędzi cięcia lub bardzo niewielka obróbka
- Optymalne wykorzystanie materiału, wąska szczelina cięcia
- Efektywna metoda wykonywania otworów w szkle
- Nie jest konieczne późniejsze ostrzenie narzędzia
Opracowanie powstało dzięki uprzejmości firmy KMT Waterjet