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Découpage de haute précision au jet d'eau UHP

| Rédacteur: Edouard Huguelet

>> Waterjet AG, entreprise suisse active dans l'usinage au jet d'eau UHP et basée à Aarwangen, est non seulement leader en Europe dans son domaine bien particulier, mais son patron, Walter Maurer a été le promoteur de la technique du découpage au jet d'eau de grande précision, en développant une solution particulièrement performante, capable d'usiner des pièces à la fois complexes, fines et précises, dans des matériaux fort divers.

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Détails de pièces usinées.
Détails de pièces usinées.
(Image: Microwaterjet AG)

L'origine des machines de découpage au jet d'eau à haute pression remonte à la fin des années 50, lorsqu'un ingénieur forestier canadien professeur à l'Université de Vancouver, du nom de Norman Franz, imagina d'utiliser en lieu et place d'une scie un jet d'eau très fin mais à haute pression, pour découper des éléments en bois. A cette même époque et non loin de là, à Seattle aux USA, les ingénieurs de Boeing étaient confrontés à un problème ardu: comment découper des panneaux en composites sans abîmer leurs structures alvéolaires? Assez curieusement les premières applications ne furent pas Boeing, mais Procter & Gamble pour le découpage... de couches à jeter pour nourrissons. Boeing s'y mit plus tard, dès que des machines avec jet abrasif furent disponibles.

En 1971, Ingersoll crée une division spécialisée appelée Ingersoll-Rand Waterjet, qui fabrique et commercialise des pompes à haute pression pour ce genre d'applications. En 1974, Flow (un constructeur américain) commercialise également des pompes à multiplicateur de pression et en 1979 un scientifique américain, le Dr. Mohamed Hashish, met au point un procédé d'adjonction de poudre abrasive (en l'occurrence un pulvérulat de grenat) à l'eau pure, pour permettre la découpe des matériaux durs.

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La course vers les plus hautes pressions

Dorénavant le jet d'eau à ultra-haute pression (UHP) peut découper des matériaux durs tels l'aluminium, l'acier ou le verre. A partir de cette époque, plusieurs constructeurs de machines du monde entier ont développé des installations de découpage utilisant le jet d'eau UHP. Le premier équipement de découpe au jet d'eau abrasif est commercialisé en 1983, pour le découpage de verre automobile. Flow sort en 1986 la première pompe UHP à action directe, capable de réaliser un jet d'eau à 2400 bars, puis en 1992 une pompe à trois étages générant 2700 bars, 3400 bars en 1995, puis 4100 bars en 1998.

Actuellement, plusieurs constructeurs de machines d'usinage à jet d'eau UHP sont actifs sur le marché et proposent des équipements avec une tête de découpage à 4000 bars ou plus, capable de découper de façon rentable non seulement les produits les plus divers (carton, plastiques, verre, aluminium, composites), mais aussi et surtout les plus durs, par exemple les céramiques, les aciers spéciaux ou les carbures. Seul reproche à cette technique de découpage: sa précision. On considère en effet une précision d'usinage de 0,1 mm comme constituant la performance typique du système. Les installations actuelles sont essentiellement des équipements de découpage à commande CNC dotés de 3 à 5 axes, donc capables de découper non seulement des matériaux en feuille ou des panneaux plats d'épaisseurs diverses, mais également des produits tubulaires ou présentant d'autres structures tridimensionnelles.

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