Taglio a getto d'acqua: come soddisfare le richieste piu’ esigenti?

Il taglio a getto d'acqua interessa in modo trasversale molteplici tipi di industrie, visto la grande varietà di materie prime che possono essere tagliate: metalli (acciaio, inox, titanio...), compositi, cuoio, tessuto, legno, gommapiuma, plastica, pietra, granito, marmo, vetro... e anche prodotti alimentari come frutta, verdura, carne, dolci…!

Le problematiche industriali quindi sono varie e spingono a trovare delle soluzioni tecniche adeguate. Il getto d'acqua può tagliare praticamente qualsiasi materiale con diversi vantaggi:

• Per quanto riguarda l'impiego nell'industria agroalimentare, la prima qualità del taglio a getto d’acqua è quella di non inquinare o contaminare i prodotti tagliati.
   
• per i materiali flessibili, la finezza del getto (circa 0,1 mm di diametro) permette di tagliare senza sforzo e senza deformazioni.
   
• per i materiali rigidi, i maggiori vantaggi sono: il taglio di materiali senza alterazioni termiche e molecolari (come nel caso di laser o macchine per taglio termico), il che permette allo stesso tempo di conservare la struttura cristallina del materiale e di realizzare dei dettagli piccoli e precisi (angoli molto acuti). Infine, grazie al taglio con l'aggiunta di abrasivo, possono essere tagliati anche i materiali molto duri con dei dettagli abbastanza piccoli e precisi, poiché il getto ha un diametro di circa 1,1 mm.
   

Come produrre dei pezzi con taglio a getto d’acqua rispettando nel contempo le caratteristiche tecniche della materia prima, in particolare dei materiali compositi?

Come dare valore aggiunto alle lavorazioni eseguite con una macchina a getto d’acqua?

Come affrontare con il taglio a getto d’acqua delle esigenze molto specifiche?

Per la realizzazione di questo articolo, Metal-Interface ha intervistato Arthur PAIS, presidente della società Mécanuméric, e Guillaume JULLIAN, responsabile dei prodotti getto d’acqua. Insieme hanno condiviso la loro esperienza e hanno messo in luce alcuni esempi che evidenziano la nostra offerta.
 

Integrare una macchina a getto d’acqua con altre tecnologie può essere necessario in certe situazioni per raggiungere particolari obiettivi:

• una particolare destinazione d’uso del pezzo lavorato dove è necessario mantenere l’integrità del materiale.
   
• un aumento della produttività del ciclo di produzione.
   

Arthur PAIS porta come esempio alcuni pezzi prodotti per l’aereo A350 di AIRBUS: “Si tratta di pezzi di materiale composito di carbonio termoplastico da tagliare: vi era un rischio importante di delaminazione dei vari strati di materiale, anche utilizzando il taglio a getto d’acqua a bassa pressione. Per garantire un prodotto conforme le cui qualità di durabilità e resistenza vengano preservate, viene prima realizzato un foro grazie a un mandrino di perforazione integrato direttamente nella macchina. Il taglio a getto d’acqua viene quindi inserito successivamente in senso tangenziale e non diretto sul materiale.”

Questo tipo di integrazioni tecnologiche possono dunque rappresentare una soluzione interessante per migliorare la produttività, limitando gli spostamenti di un pezzo da un posto di produzione ad un altro.
Guillaume JULLIAN riporta altri tre esempi:

• “Una società nostra cliente dispone di una macchina mista: si tratta di una macchina basata su getto d’acqua alla quale è stata aggiunta testa di fresatura e una serie di altri utensili per la realizzazione di fori calibrati.
  
  
• Un’altra società si occupa di etichettatura automatica di pezzi direttamente sulla macchina a getto d'acqua e necessita di: tracciabilità, ottimizzazione degli scarti e del consumo del materiale tramite mixaggio di diverse funzioni in simultanea e identificazione dei pezzi per il successivo montaggio in cantiere. Si tratta di molte operazioni complementari che apportano un valore aggiunto ai pezzi prodotti.
   
• Infine, un altro caso significativo è quello di un cliente che ha un robot integrato alla macchina a getto d’acqua e realizza contemporaneamente una parte delle operazioni di taglio spostando i pezzi da tagliare sotto i getti d’acqua e garantisce tutte le operazioni di manipolazione dei pezzi e degli utensili in maniera del tutto automatica. ”

Per questo tipo di lavorazioni di macchine a getto d’acqua con multi-tecnologie, il supporto del fornitore della macchina è essenziale, poiché deve personalizzare le soluzioni per il cliente. Per fare ciò, deve essere fabbricante e disporre di uno studio multi-tecnologie, ma anche di una squadra di tecnici che garantiscano il supporto tecnico e con una buona conoscenza della tecnologia a getto d’acqua e delle altre tecnologie complementari.
 

La progettazione e la fabbricazione di macchine per taglio a getto d’acqua può andare ben al di là di una semplice personalizzazione o dell’aggiunta di un’altra tecnologia. Durante la fabbricazione di una macchina su misura, l’obiettivo è quello di offrire una soluzione personalizzata al problema del cliente in quanto le soluzioni standardizzate di taglio a getto d’acqua non permettono di farlo in modo ottimale.

Arthur PAIS e Guillaume JULLIAN fanno l’esempio di un progetto di macchina per taglio a getto d’acqua che risponde in modo specifico alle richieste di una società del settore agroalimentare:

•  “Nel 2018, abbiamo progettato e prodotto una macchina con getto ad acqua per l’industria agroalimentare con 20 teste per tagliare la frutta e con un alto tasso di produttività. Si tratta di un’attrezzatura completamente su misura che comprende un robot industriale rinforzato per ambiente agroalimentare, che è stato concepito col fine di soddisfare sotto tutti gli aspetti i bisogni dell’industriale e l’applicazione industriale richiesta.”
   
• “In un altro caso, per un industriale nel settore chimico/farmaceutico, la società ha progettato una macchina in grado di realizzare il prodotto grezzo (tramite evaporazione dell’acqua a partire da pasta di fibra di legno), di tagliarlo con getto d’acqua a seconda delle necessità (pezzi di diverse dimensioni) e su una linea continua, di espellere tutti gli scarti del taglio e di rigenerarli affinché potessero ridiventare materia prima e ripartire a inizio del ciclo. In questo modo la macchina non produce alcun tipo di rifiuto e il 100% della materia prima viene utilizzata. A tal fine, abbiamo studiato le possibili soluzioni, realizzato dei modelli funzionanti per testare ogni funzione della macchina e in seguito unire tutte queste soluzioni per progettare e fabbricare la macchina definitiva e eseguire la fase di messa a punto finale.”

Per concludere, combinare diverse tecnologie su una macchina da taglio a getto d’acqua può essere possibilità molto interessante per migliorare la produttività e/o per soddisfare certi vincoli tecnici relativi al materiale o alla fisionomia dei pezzi da produrre. La progettazione e fabbricazione di una macchina a getto d’acqua su misura è opportuna in casi specifici, in quanto permette di risolvere in modo pragmatico particolari problemi industriali.

All’interno di questo contesto, la scelta del progettista e fabbricante della macchina è molto importante. Quest’ultimo deve essere in grado di garantire tutto il processo dall’ideazione alla fabbricazione, con costi di ammortamento ragionevoli, così come di assicurare la manutenzione della macchina nel lungo termine.


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