Optimización del corte por chorro de agua de polipropileno

Optimization of Polypropylene Waterjet Cut

La avanzada tecnología de corte por chorro de agua puede utilizarse en vajillas de polipropileno. Los sistemas modernos constan de una bomba de alta presión, una mesa XY y un ordenador como controlador. El proceso de corte puede dar lugar a kerfs con características específicas. La anchura de la sangría es mayor en la entrada que en la salida del chorro. En el corte de polipropileno, pueden aparecer rebabas en la base de la placa en forma de pequeñas fibras cortadas. La experiencia adquirida en la confección de tamices demostró que el número de perforaciones es determinante en el coste de la pieza. Los ensayos preliminares simularon alternativas de corte con y sin abrasivo. La apertura de 900 punciones en una superficie de 967 cm2 consume 126 minutos para el corte sin abrasivo, frente a 201 minutos en el caso más costoso. A continuación, se consideraron nuevos dibujos disminuyendo las mallas, pero conservando el índice de vaciado. Así, son posibles 145, 218 o 362 perforaciones. El corte a velocidad constante y con abrasivo fue el más eficaz. Por otra parte, la forma de abrir la punción influye en la calidad del tamiz. En el documento se describen la selección de la alternativa óptima, los problemas surgidos durante el estudio y las soluciones adoptadas.

INTRODUCCIÓN

Se está utilizando tecnología avanzada para cortar muchos materiales de ingeniería. Entre estos, a menudo llamados plásticos, han ido sustituyendo a los metales. Una tecnología avanzada que puede aplicarse al polipropileno es el corte por chorro de agua o el corte por chorro de agua más abrasivo. Recientes investigaciones teóricas y prácticas se han llevado a cabo en este campo en el Módulo de Chorro Abrasivo del Departamento de Ingeniería de Minas y Petróleo de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo. Los trabajos abordaron la utilización de estas técnicas avanzadas utilizando diversos tipos de polímeros como material objetivo. El estudio consistió en la fabricación de probetas de ensayo en forma de pajarita, permitiendo recortarlas en pocos segundos a partir de una lámina de metal. 

El recorte con un cuchillo no proporciona tan buena calidad, además de que genera una concentración de tensiones en la pieza. Como resultado de estas tensiones internas en la probeta, en el ensayo de tracción, la probeta se rompe en las mordazas del equipo, distorsionando así los resultados del ensayo. El intento de extraer las probetas cortándolas con una sierra genera calor (soldadura del material plástico) y tensiones, y el aspecto final de la pieza es aún más precario.

La solución de realizar un molde para obtener piezas de una forma constante no suele cumplir los requisitos, ya que el plástico producido en el molde puede ser diferente del utilizado en las placas habituales, y el molde cuesta decenas de miles de dólares.