Découpe au jet d'eau en ligne : Économie de coûts garantie de 20 %

La découpe au jet d'eau est un procédé de découpe à froid qui sépare les matériaux par érosion. L'eau est comprimée à une pression extrêmement élevée (jusqu'à 6.000 bars) et pressée à travers une minuscule buse. Il en résulte un jet d'eau supersonique qui coupe la pièce avec précision sans lui faire subir de contrainte thermique ou mécanique. Pour les matériaux durs, un abrasif à arêtes vives est ajouté à l'eau, ce qui multiplie la puissance de coupe. L'ensemble du processus est commandé par CNC pour une précision maximale.

Presque tous les matériaux peuvent être découpés au jet d'eau. Les matériaux tendres comme le caoutchouc, la mousse ou les joints sont séparés avec de l'eau pure. Pour les matériaux durs, on utilise un produit abrasif. Il s'agit de presque tous les métaux (acier, aluminium, titane, cuivre), de la pierre (marbre, granit), de la céramique, du verre (y compris le verre blindé), des matières plastiques (verre acrylique, PVC) et des matériaux composites modernes comme le carbone (CFK). Cette énorme diversité de matériaux est l'un des principaux avantages du procédé.

Le véritable "outil" est le jet d'eau lui-même, il n'y a pas de contact direct avec l'outil. L'installation se compose d'une pompe à haute pression qui génère la pression de l'eau et d'une tête de coupe à commande numérique. Cette dernière focalise le jet d'eau à travers une buse extrêmement petite en diamant ou en saphir. Pour la découpe abrasive, on ajoute une chambre de mélange dans laquelle l'agent de coupe (généralement du sable de grenat) est ajouté à l'eau. C'est un procédé à faible usure et sans contact.

Les tolérances réalisables sont très élevées et dépendent de l'épaisseur du matériau et de la vitesse de coupe. Les tolérances générales habituelles se situent dans une plage de ±0,1 mm à ±0,3 mm, ce qui correspond à la classe de tolérance "moyenne" (m) selon la norme DIN ISO 2768. Pour les applications exigeantes, il est possible d'atteindre des tolérances nettement plus étroites, jusqu'à ±0,05 mm, en utilisant des vitesses de coupe plus lentes ou en utilisant des têtes de coupe à 5 axes qui corrigent l'erreur d'angle de coupe.

La différence réside dans le support de coupe. Dans le cas de Découpe à l'eau pure on utilise exclusivement le jet d'eau pur, très concentré, pour séparer les matériaux mous, cellulaires ou fibreux (par ex. mousse, caoutchouc). Dans le cas de Découpe abrasive un abrasif à arêtes vives (généralement du sable grenat) est mélangé au jet d'eau dans une chambre de mélange. Le jet d'eau sert ici d'accélérateur pour les grains de sable, qui érodent ensuite les matériaux durs comme le métal, la pierre ou le verre.

En raison de la diversité des matériaux et de la coupe à froid, ce procédé est utilisé dans de nombreux secteurs. Les principaux utilisateurs sont la construction de machines et d'installations (pièces de précision), l'aéronautique et l'aérospatiale (titane, matériaux composites), l'industrie automobile (prototypes), la technique médicale et la technique publicitaire (logos en verre acrylique). D'autres secteurs importants sont l'architecture (carrelages, incrustations de pierre), l'industrie électrique (pièces en cuivre) et même l'industrie alimentaire.

Ce procédé est idéal pour les produits nécessitant de la précision, des contours complexes et une découpe en douceur. Les produits typiques sont les pièces de machines en acier ou en aluminium, les brides, les joints en caoutchouc, les inserts en mousse parfaitement ajustés pour les emballages, les mosaïques de sol individuelles en carrelage ou en pierre, les lettres et les logos pour la technique publicitaire ainsi que les prototypes et les pièces de petite série dans presque tous les matériaux imaginables, en particulier s'ils sont épais ou sensibles à la chaleur.

Le principal avantage est la "coupe à froid" : il n'y a pas de production de chaleur, donc pas de déformation thermique, pas de durcissement et pas de modification de la structure du matériau. Les autres avantages sont l'énorme diversité des matériaux (y compris les matériaux épais, réfléchissants ou composites), la grande précision, les arêtes de coupe sans bavures (souvent pas de retouches nécessaires) et le respect de l'environnement, car il n'y a pas de gaz ou de vapeurs nocifs. De plus, c'est un procédé de séparation très doux, sans tension.

Par rapport aux procédés thermiques comme le découpage au laser ou au plasma, la vitesse de coupe est souvent plus faible, surtout pour les tôles fines. Cela peut entraîner des coûts unitaires plus élevés pour les grandes séries simples. De plus, une légère conicité (forme en V) apparaît sur l'arête de coupe, mais elle peut être compensée par la technique moderne des 5 axes. La consommation d'énergie des pompes à haute pression est élevée et l'élimination des boues abrasives nécessite une certaine logistique.

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