Robot de corte por chorro con agua y sus aplicaciones

Ya son muchas las empresas que aprovechan los beneficios de las máquinas de corte por chorro de agua (WCM) pues son una valiosa adición a la gama de materiales que las empresas pueden manejar, abriendo nuevas oportunidades y mercados. El robot de corte por chorro de agua permite hacer las cosas de una forma segura y más rentable.

A continuación, veremos el uso del robot de corte por chorro de agua y cómo pueden ayudar a realizar las tareas de corte de forma acertada y eficiente.

Tamaño del mercado de los robots de corte por chorro de agua

Se estima que el mercado mundial de máquinas de corte por chorro de agua crecerá en los próximos años. Esto se debe a la creciente demanda de tecnologías más respetuosas con el medio ambiente como motor del crecimiento de esta tecnología. Las normativas más estrictas sobre el uso de fluidos químicos hacen que el corte por chorro de agua sea atractivo.

Ventajas de los robots de corte por chorro de agua

Un robot de corte por chorro de agua corta piezas complejas como puede ser una lámina de aluminio de 2,5cm de grosor. Las máquinas de corte por chorro de agua suelen ser las más versátiles de todas las máquinas de corte porque pueden trabajar con casi cualquier material, desde los más duros a los más blandos, con cualquier forma y tamaño.

• Diversidad de materiales

  A diferencia de otros métodos de corte de material, el corte por chorro de agua es un proceso de corte en frío, es decir, no implica calor por lo que se produce una mínima deformación del material porque no hay zona afectada por el calor.

  Muchos tipos de materiales son susceptibles de sufrir cambios de temperatura, como los plásticos y el caucho que se derriten y cambian de forma con un calor excesivo o las alfombras y los textiles que son inflamables. Además, muchos materiales desprenden humos nocivos cuando se calientan.

  Un robot de corte por chorro de agua ofrece una opción atractiva si hay que cortar alimentos porque no es necesario limpiar la cuchilla por lo que el chorro de agua es sanitario.

  Las cerámicas son muy difíciles de cortar debido a su gran dureza. Se necesitan cuchillas especiales y caras que deben sustituirse periódicamente. La adición de un abrasivo al chorro de agua permite al robot de corte por chorro de agua manipular la cerámica a un precio económico.

  El acero, el titanio, el acero templado para herramientas y otros metales se cortan bien con el chorro de agua. Como el corte por chorro de agua no aumenta la temperatura del material, se evitan las tensiones internas y se preserva la integridad estructural del material.

  De igual forma, el corte de vidrio es complicado con los métodos convencionales porque se agrieta y astilla con facilidad. El corte por chorro de agua maneja muy bien el vidrio y se utiliza habitualmente para este fin. También, el robot de corte por chorro de agua se usa para cortar piedra y con la adición de abrasivos, se pueden realizar cortes precisos en casi cualquier tipo de piedra.

  El corte de madera con cuchillas puede generar un borde irregular y partículas de polvo en el aire que se evitan con el robot de corte por chorro de agua. Algunos fabricantes temen que se dañe la madera por la absorción de agua, sin embargo, el corte por chorro de agua es eficaz sin causar ningún daño debido a la absorción de agua porque el chorro de agua está muy presurizado y se mueve a una elevada velocidad. Además, los cortes son limpios y apenas se producen desgarros.

• Reducción de las operaciones secundarias

  Otros métodos de perforación o corte suelen dejar rebabas. Estos bordes irregulares deben ser rectificados o lijados, lo que requiere un tiempo de procesamiento secundario adicional. El corte por chorro de agua no deja apenas bordes irregulares porque es un corte limpio. Los procesos secundarios, como el lijado y el desbarbado, se eliminan o se reducen al mínimo con el robot de corte por chorro de agua. El resultado es una operación más productiva para una empresa de fabricación.

• Más seguro y respetuoso con el medio ambiente

  Con la mayoría de los otros tipos de corte, el usuario se enfrenta a problemas de seguridad y medioambientales. Las máquinas CNC emiten partículas metálicas, las hojas de sierra crean polvo y partículas, y el corte por láser puede producir humos debido al calor.

  El robot de corte por chorro de agua es respetuoso con el medio ambiente porque utiliza un proceso de corte en frío. El agua utilizada en el corte se recicla, por lo que la cantidad de agua utilizada es mínima.

• Profundidad de corte

  Una máquina de corte por chorro de agua puede cortar material relativamente grueso, mucho más que la mayoría de las cortadoras láser. El grosor exacto varía según el material y la configuración. Existen tablas que ofrecen al usuario información detallada sobre los espesores posibles.

  Algunos fabricantes anuncian que pueden cortar materiales con una WCM de hasta 60cm de grosor. Una cortadora de chorro de agua puede incluso cortar una placa de acero de 25cm de grosor utilizando abrasivos.

• Geometría detallada de la pieza

  El robot de corte por chorro de agua permite al usuario generar piezas muy detalladas y complejas. Como no hay zonas afectadas por el calor, no se aplican tensiones mecánicas a la estructura interna del material, lo que permite obtener detalles finos.

• Facilidad de configuración

  En general, el robot de corte por chorro de agua no requiere diferentes herramientas como lo hacen las máquinas CNC. Esto elimina el tiempo dedicado a cambiar las herramientas. Además, la fuerza de sujeción sobre el material de trabajo para una WCM es menor que la requerida para las fresadoras CNC.

• Coste

  Una cortadora de láser de dióxido de carbono podría ser un 30% más barata, y una cortadora de chorro de agua podría costar la mitad que la instalación de láser de fibra.

Por lo tanto, un robot de corte por chorro de agua puede ser una alternativa atractiva a las máquinas de corte por láser más caras. Además, los costes de electricidad serán probablemente más bajos con una máquina de corte por chorro de agua que con una configuración de corte por láser.

Existen otras ventajas relacionadas con el uso de robótica. Te invitamos a conocer más detalles acerca de los robots colaborativos industriales: 4 principales beneficios.

Desventajas de los robots de corte por chorro de agua

Aunque las ventajas de las máquinas de corte por chorro de agua son muchas, existen algunas desventajas.

• Precisión

  La precisión de un chorro de agua no puede competir con la de una fresadora CNC o una instalación de corte por láser. Una fresadora CNC puede tener una precisión de 0,01 mm, mientras que el chorro de agua puede alcanzar unos 0,2 mm de tolerancia. Se puede ser incluso más preciso con una máquina de corte por láser que con una máquina CNC.

  Por lo tanto, si es necesaria una gran precisión para una aplicación, es mejor usar una máquina CNC o una configuración de corte por láser. Sin embargo, para una gran variedad de aplicaciones, la precisión de la máquina de corte por chorro de agua es adecuada.

• Velocidad

  Cuando se corta una lámina relativamente fina de material, una cortadora láser será más rápida que una máquina de corte por chorro de agua.

  Por otro lado, dado que un robot de corte por chorro de agua puede cortar a mayor profundidad que el láser, este déficit de velocidad puede compensarse a menudo apilando unas láminas de material sobre otras. En ese caso, se cortan varias hojas a la vez. Otro enfoque para reducir la diferencia de velocidad es utilizar varias boquillas simultáneamente. Esto puede ser muy eficaz para cortar piezas de láminas.

• Coste de las boquillas

  Una de las desventajas de las máquinas de corte por chorro de agua es que la boquilla de agua a alta presión se desgasta con relativa rapidez y debe ser sustituida. Las boquillas se desgastan más rápidamente cuando se añaden abrasivos al chorro de agua.

Uso de robots de corte por chorro de agua

Dado que la mayoría de las aplicaciones de los cortadores por chorro de agua son para cortar láminas de material, un mecanismo de tipo XYZ de 3 ejes es el tipo de configuración más común.

Sin embargo, es posible utilizar brazos robóticos con más grados de libertad para cortar objetos más complejos. Un ejemplo es el corte de interiores de automóviles donde un brazo robótico articulado permite a la cortadora de chorro de agua seguir los contornos del interior del habitáculo del coche para cortar el material con la forma deseada.

Automatización de otras partes del flujo de trabajo: entrada y salida

Además de los diferentes tipos de robots que pueden manejar la boquilla de corte por chorro de agua, se pueden automatizar otros aspectos del flujo de trabajo. Los robots que levantan y colocan las láminas de material en su lugar para el corte son bastante útiles y automatizan aún más el proceso. Una vez realizado el corte, se podría utilizar otro brazo robótico para retirar las piezas acabadas, apilarlas o colocarlas en una cinta transportadora. El brazo robótico de salida también podría pasar las piezas acabadas a un robot móvil autónomo (AMR) para su transporte a otra parte de la fábrica.

Aplicaciones e industrias típicas que se benefician de los robots de corte por chorro de agua

Cualquier corte o perforación que se realice sobre láminas de material es una aplicación potencial para las máquinas de corte por chorro de agua.

Los sectores de la automoción y la fabricación de metales son las dos mayores industrias que utilizan los robots de corte por chorro de agua. La electrónica ocupa un tercer lugar, y el sector aeroespacial le sigue. Muchos otros sectores utilizan máquinas de corte por chorro de agua, como los fabricantes de piedra, vidrio, madera, caucho y plástico.

Existen otras muchas industrias que se benefician de las soluciones de automatización mediante robots. En el siguiente enlace, destacamos las 20 aplicaciones de robots colaborativos industriales para procesos de manufactura.